化學氣相沉(chen)積（CVD）是用化學方(fang)法使反應(ying)氣體(ti)在(zai)零件基(ji)材表面發生化學反應(ying)而形成覆蓋層的方(fang)法。通常(chang)(chang)CVD是在(zai)高溫（800～1000℃）和(he)常(chang)(chang)壓或低壓下進行的，沉(chen)積裝(zhuang)置如圖3-13所示(shi)。
a. 反應氣體向工件(jian)表面(mian)擴(kuo)散并被吸(xi)附(fu)。
b. 吸收(shou)工件(jian)表面(mian)的(de)各種物質發生表面(mian)化(hua)學反應。
c. 生成(cheng)的物質點(dian)聚集成(cheng)晶核并長(chang)大。
d. 表面化(hua)學反應中(zhong)產(chan)生的氣體(ti)產(chan)物脫離工件表面返回氣相。
e. 沉積層(ceng)與基體的界面發(fa)生元素的互擴散形成鍍層(ceng)。
CVD裝置中，反應器是最基本的部件。處理的工件應放入反應器內，反應器裝夾在加熱爐體內，然后加熱至沉積反應所要求的工作溫度，并保溫一定時間。送入反應器的氣體根據工藝要求而不同，以一定的流量比分別供給N2、H2、TiCl4CH4、Ar氣，其中TiCl4是通過加熱液態的氯化鈦得到的。反應后的廢氣經機械泵排出。為了防止發生爆炸事故，反應器在沉積過程結束后至開啟前要充入氬氣。為了去除氣體中的有害成分，如氧、水分等，管路還應配備必要的干燥凈化裝置。
工藝要求：
a. 沉(chen)積(ji)溫度(du)一般在950～1050℃，溫度(du)過(guo)高(gao)，可使TiC層厚(hou)度(du)增加，但(dan)晶粒變粗，性能較差(cha)；溫度(du)過(guo)低(di)，TiCl4還原出鈦的(de)沉(chen)積(ji)速(su)度(du)大于碳化(hua)物的(de)形(xing)成速(su)度(du)，沉(chen)積(ji)物是多(duo)孔性的(de)，而且與基(ji)體(ti)結合不(bu)牢(lao)。
b. 氣體流量必須很好控制，Ti和C的比例(li)最好在1：0.85～0.97之間，以防游離鈦沉(chen)積，使(shi)TiC覆蓋層無法(fa)形成。
c. 沉(chen)積(ji)(ji)速率通常為(wei)每小時(shi)(shi)(shi)(shi)幾微米（包括加熱時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)和(he)冷卻(que)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)），總的沉(chen)積(ji)(ji)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)為(wei)8～13h。沉(chen)積(ji)(ji)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)由所(suo)需(xu)鍍(du)(du)層(ceng)厚(hou)度(du)(du)(du)決定，沉(chen)積(ji)(ji)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)越長(chang)，所(suo)得(de)TiC層(ceng)越厚(hou)；反之鍍(du)(du)層(ceng)越薄。沉(chen)積(ji)(ji)TiC的最佳厚(hou)度(du)(du)(du)為(wei)3～10μm，沉(chen)積(ji)(ji)TiN的最佳厚(hou)度(du)(du)(du)為(wei)5～15μm，太薄不耐磨，太厚(hou)結合力(li)差。
化(hua)學氣(qi)相(xiang)沉積(ji)涂層(ceng)的反(fan)應(ying)溫(wen)度高(gao)，在(zai)基體與涂層(ceng)之間(jian)易形成擴(kuo)散層(ceng)，因此結合力(li)好(hao)，而且(qie)容易實(shi)現設(she)備的大型化(hua)，可(ke)以大量處(chu)理(li)。但在(zai)高(gao)溫(wen)下進行(xing)處(chu)理(li)，零件變(bian)形較大，高(gao)溫(wen)時組織變(bian)化(hua)必然導致基體力(li)學性能降低，所(suo)以化(hua)學氣(qi)相(xiang)沉積(ji)處(chu)理(li)后必須(xu)重(zhong)新進行(xing)熱(re)處(chu)理(li)。
為了擴大(da)氣相沉積(ji)的(de)應用范圍，減小零件變形，簡化后(hou)續(xu)熱處理工(gong)藝，通常采取降低沉積(ji)溫度的(de)方法，如等離子(zi)體激發化學氣相沉積(ji)（PCVD）、中溫化學氣相沉積(ji)等，這些方法可(ke)使(shi)反應溫度降到(dao)500℃以下。
沉積(ji)不同的涂層，將選擇不同的化學(xue)反(fan)應。三種超硬(ying)涂層沉積(ji)時的化學(xue)反(fan)應如下：
其中，TiCl4為供Ti氣體，CH4NH3N2分別為供C、N氣體，H2為載氣和稀釋劑。
零件基(ji)體中(zhong)的(de)碳含量(liang)對初(chu)期沉(chen)積(ji)(ji)速(su)度(du)有影(ying)響，碳含量(liang)越(yue)(yue)高，初(chu)期沉(chen)積(ji)(ji)速(su)度(du)越(yue)(yue)快。為(wei)了(le)獲(huo)得良好的(de)沉(chen)積(ji)(ji)層，一(yi)般多選(xuan)用高碳合金鋼(gang)。用CVD技術可(ke)以在模具材(cai)料上(shang)沉(chen)積(ji)(ji)TiC、TiN、Ti（C、N）薄膜，表(biao)3-39為(wei)TiN、TiC及(ji)Ti（C、N）的(de)應用效果。
在Cr12MoV鋼(gang)和9SiCr鋼(gang)零(ling)件上用(yong)CVD法沉(chen)積的(de)TiN都(dou)是(shi)比較細密均勻的(de)，鍍層厚(hou)度(du)都(dou)大于3μm，經考核(he)，壽命(ming)提(ti)高1～20倍。CVD法TiN鍍層的(de)優(you)點是(shi)：
1）TiN的硬度高(gao)達1500HV以上。
2）TiN與(yu)鋼的摩擦(ca)因數只(zhi)有0.14，只(zhi)是鋼與(yu)鋼之間的1/5。
3）TiN具(ju)有很高的(de)抗粘接性能。
4）TiN熔點為2950℃，抗氧(yang)化性好。
5）TiN鍍(du)層(ceng)耐腐(fu)蝕(shi)，與基體粘接性好。因此，利(li)用CVD法(fa)獲得超硬耐磨(mo)鍍(du)層(ceng)是提高零件壽命的有效途(tu)徑(jing)。
