涂层工艺在现代精密加工行业有着重要应用，通过镀膜技术可以为工模具或道具涂覆一层薄薄的金属或非金属化合物涂层，改善其表面性能，增强使用效果。氮化钛涂层（TiN）是一种常用的PVD涂层，可以提高工件硬度，提升工件抗磨损性能，通常用于高速钢切削工具或成形工具。但是随着切削技术的发展，切削速度提高，对于刀具的耐磨损性能有了更高的要求，单一的氮化钛涂层已无法满足随科技发展日益增进的零件表面性能需求，为此，需要对其进行改良，提高其耐磨损性能。下面，小编为大家分享一下如何提高氮化钛涂层的耐磨性能吧。
一、选择好的涂层工艺
氮化钛涂层可作为耐磨涂层应用于各种切削刀具上，但是需要注意的是不同的涂层制备工艺会产生不同的耐磨性能，我们要选择更优异的涂层制备工艺。
传统的氮化钛涂层制备工艺为多弧离子镀氮化钛涂层，这种工艺由于离子能量高、离化率高、膜层致密、附着力强等优点，所制备的氮化钛硬质膜广泛应用于材料表面装饰和各种工模具表面强化。然而，多弧离子镀技术也存在表面粗糙、连续性差等缺点，导致其耐磨性能较差。因此，我们改用新的涂层工艺制备氮化钛涂层。
低温磁控溅射氮化钛涂层硬度高，摩擦系数低，摩擦副磨损量小，耐磨性优于多弧离子镀氮化钛涂层。相同条件下，磁控溅射沉积的氮化钛薄膜磨损表面较为光滑，仅出现轻微的划痕，无明显沟槽状磨痕，而多弧离子镀沉积的氮化钛薄膜经磨损试验后表面有明显沟槽。这可能是由于低温磁控溅射氮化钛涂层表面光滑，涂层连续性好，表面致密，抗磨擦磨损性能优于普通多弧离子镀沉积的氮化钛薄膜。
二、引入新的金属元素
众所周知，过渡族金属氮化物常常具有高的硬度和耐磨性，氮化钛等涂层材料广泛应用于削切刀具以及机械零件的表面强化，然而随着现代加工技术的飞速发展，传统的氮化钛材料已无法完全满足机械零件以及削切刀具的力学性能要求。因此，科研学者将金属元素引入氮化钛涂层中，以提高其力学性能，特别是摩擦磨损性能。
经过相关研究表明，在氮化钛涂层中加入钼元素形成的涂层显微硬度增加，并且提高了其耐磨性能，磨损率低，涂层的摩擦系数随钼元素含量升高而降低，这是由于摩擦过程中形成了有自润滑效应的三氧化钼，因此摩擦系数随钼元素含量升高而降低。
三、增加涂层结构数量
软相钛元素的加入和内部界面的形成显著改善了氮化钛涂层的韧性。同时，不同载荷条件下，TiN/Ti多层膜的抗磨损性能改善有显著区别。0.5N载荷下，硬度为耐磨性的主要影响因素，氮化钛涂层抗磨损性能高于TiN/Ti耐磨性。2N载荷，TiN/Ti多层膜的抗磨损性能优于TN薄膜。
以上就是如何提高氮化钛涂层的耐磨性能的相关内容介绍。通过上述内容可知，在基体表面制备氮化钛涂层可显著改善基体材料的耐磨性能。并且，通过改良涂层制备工艺、添加新的金属元素以及制备多层涂层结构都可以改善氮化钛涂层的耐磨性能。
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