1 引言

　　涂層硬質(zhì)合金問(wèn)世以來(lái)，在機(jī)械加工刀具方面得到了廣泛應(yīng)用，顯著提高了金屬切削加工效率鼠废。目前約有70%的硬質(zhì)合金刀具經(jīng)過(guò)表面涂層處理。近年來(lái)集圈，隨著金屬切削加工要求的不斷提高络蜘，刀具涂層技術(shù)也不斷取得新的發(fā)展。目前常用的涂層方法主要有化學(xué)氣相沉積(CVD)法恩奢、物理氣相沉積(PVD)法与沪、物理化學(xué)氣相沉積(PCVD)法等；涂層材料種類(lèi)主要有TiC阎恒、TiN陨柴、TiCN、Al2O3等棺厚；涂層方式已由單一涂層發(fā)展到復(fù)合涂層苞番。同時(shí)，為了對(duì)涂層性能离钱、涂層工藝進(jìn)行深入研究锭化，與之相關(guān)的涂層分析檢驗(yàn)技術(shù)也隨之不斷改進(jìn)。本文就硬質(zhì)合金涂層的金相分析方法作一介紹巧鸭。

　　2 涂層金相試樣的制備

　　硬質(zhì)合金涂層具有硬瓶您、脆、薄的特點(diǎn)蹄皱，其厚度通常只有幾微米至十幾微米览闰。在制備試樣時(shí)稍有不慎，試樣表面涂層就可能崩落或倒角巷折，因此操作時(shí)應(yīng)注意小心保護(hù)涂層压鉴。在制樣過(guò)程中，為保證涂層與硬質(zhì)合金基體位于金相顯微鏡觀測(cè)的同一視平面上锻拘，應(yīng)使涂層制樣面與硬質(zhì)合金基體制樣面處于同一平面內(nèi)油吭。通過(guò)反復(fù)進(jìn)行制樣試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)以下制樣方法可獲得較好制樣效果：首先用金剛石砂輪在機(jī)床上對(duì)試樣進(jìn)行粗署拟、精磨婉宰，然后將試樣對(duì)鑲在硫磺中，用拋光機(jī)和金剛石研磨膏對(duì)其進(jìn)行精拋光。磨削試樣時(shí)心包，可使用樹(shù)脂結(jié)合劑碗形金剛石砂輪(粒度在320#宁路、M20、M14范圍內(nèi))辛辱，為反映涂層的真實(shí)厚度猩肪，磨削后的涂層制樣面與涂層表面應(yīng)保持垂直；根據(jù)前序磨削表面質(zhì)量情況唱忠，可選用粒度為M5或M1的金剛石研磨膏對(duì)試樣進(jìn)行研磨和拋光旷糟。

　　3 涂層形貌的觀測(cè)與分析

　　將制備好的涂層金相試樣置于金相顯微鏡下進(jìn)行高倍觀測(cè)(1000～1500倍)。在顯微鏡視場(chǎng)內(nèi)可觀察到試樣斷面是由表面涂層临卿、過(guò)渡區(qū)和硬質(zhì)合金基體三部分組成巾鹰。

　　過(guò)渡層(中間層)的金相分析

　　對(duì)制備的試樣進(jìn)行高倍觀測(cè)時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)在涂層與基體之間存在一連續(xù)帶狀(或斷續(xù))的白亮色狹窄區(qū)域楷象。用赤血鹽和氫氧化鈉水溶液侵蝕后其摘，該區(qū)域的顏色轉(zhuǎn)變由橙色→深褐色→黑色，這是h相WxCoxC 的典型特征之一堂憔，通常工業(yè)合金缺碳時(shí)都會(huì)出現(xiàn)h1相寡花，它的存在對(duì)涂層合金的使用性能有很大影響(目前對(duì)h2相所起作用尚有不同看法，限于篇幅奥猎，本文不作論述)〉牛總之封寞，在觀測(cè)試樣時(shí)，對(duì)過(guò)渡層進(jìn)行金相分析是必不可少的步驟仅财。

　　涂層顯微結(jié)構(gòu)的顯現(xiàn)與形貌觀測(cè)由于涂層為極薄的單層或多層膜狈究，因此顯現(xiàn)其顯微結(jié)構(gòu)時(shí)需特別仔細(xì)。對(duì)于不同材料的涂層盏求，需要采用不同的試劑進(jìn)行侵蝕顯現(xiàn)抖锥。

　　碳化鈦涂層的顯現(xiàn)

　　將拋光后的碳化鈦涂層試樣用10%K3Fe(CN)6+10%NaOH 水溶液侵蝕20～30 秒鐘后，即可在金相顯微鏡下對(duì)其顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行高倍觀測(cè)碎罚。

　　氮化鈦磅废、碳氮化鈦涂層的顯現(xiàn)

　　對(duì)于氮化鈦、碳氮化鈦(或碳化鈦)涂層試樣荆烈，均可采用10ml 硝酸+ 10ml 氫氟酸+ 10ml 水的混合溶液滴蝕15～30 秒鐘后進(jìn)行顯現(xiàn)拯勉，在金相顯微鏡下高倍觀測(cè)到的顯微結(jié)構(gòu)。

　　復(fù)合涂層的顯現(xiàn)

　　對(duì)于復(fù)合涂層憔购，應(yīng)視具體的涂層種類(lèi)宫峦，采用分段侵蝕方法對(duì)其顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行顯現(xiàn)，然后在金相顯微鏡下進(jìn)行形貌觀測(cè)。

　　4 涂層缺陷的觀測(cè)

　　當(dāng)表面涂層工藝出現(xiàn)某些問(wèn)題時(shí)涮舔，涂層表面會(huì)產(chǎn)生各種缺陷东呻。

　　5 涂層和過(guò)渡層的厚度測(cè)量

　　試驗(yàn)證明，涂層(表面層)和過(guò)渡層(中間層)的厚度對(duì)硬質(zhì)合金涂層刀片的性能影響很大骂蒙。因此侨懈，對(duì)試樣各層厚度進(jìn)行測(cè)量對(duì)于分析涂層性能十分重要。

　　涂層厚度是指從涂層表面到涂層與過(guò)渡層(或基體)交界面之間的距離追艘。過(guò)渡層(亦稱(chēng)脫碳層)厚度是指從涂層與過(guò)渡層的交界面到過(guò)渡層與基體的交界面之間的距離凄系。涂層厚度一般約為幾微米～20微米。對(duì)于復(fù)合涂層則需要分別測(cè)量各層厚度娇符。測(cè)量涂層厚度的傳統(tǒng)方法是利用金相顯微鏡的目鏡測(cè)微尺進(jìn)行測(cè)量量票，但該方法的測(cè)量精度較差，操作也較為煩瑣遂撮。目前已可采用圖象分析系統(tǒng)(如四川大學(xué)智勝公司產(chǎn)品)進(jìn)行測(cè)量来讯，該方法操作便捷，測(cè)量精度較高壳坪。此外舶得，該系統(tǒng)具有多次拍照合成圖象功能，可解決涂層制樣面微小不同焦的問(wèn)題爽蝴。

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