化學氣(qi)相沉積（CVD）是用化學方(fang)法使反(fan)應氣(qi)體(ti)在(zai)零件基材表面發生(sheng)化學反(fan)應而形成覆蓋層的(de)方(fang)法。通常CVD是在(zai)高溫（800～1000℃）和(he)常壓或低壓下進(jin)行的(de)，沉積裝置(zhi)如(ru)圖(tu)3-13所示。

  a. 反(fan)應氣體向(xiang)工(gong)件表面擴散并被吸附。

  b. 吸收(shou)工件表面(mian)的各種物質發生表面(mian)化學反應。

  c. 生(sheng)成的物(wu)質(zhi)點聚(ju)集成晶(jing)核并長大。

  d. 表(biao)面(mian)化(hua)學反(fan)應中產生(sheng)的氣體產物(wu)脫離工件(jian)表(biao)面(mian)返回氣相。

  e. 沉積層與基體的界面發生元素(su)的互擴散形成鍍層。

  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、H_2、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(yi)要求：

  a. 沉積溫(wen)度(du)(du)一(yi)般(ban)在950～1050℃，溫(wen)度(du)(du)過高，可使TiC層厚度(du)(du)增加，但晶粒變粗，性(xing)能較差；溫(wen)度(du)(du)過低(di)，TiCl4還原出(chu)鈦(tai)的沉積速(su)度(du)(du)大(da)于碳(tan)化(hua)物的形成速(su)度(du)(du)，沉積物是多孔(kong)性(xing)的，而(er)且與基體(ti)結合不牢。

  b. 氣體流量(liang)必須很好控制，Ti和(he)C的比例最好在1：0.85～0.97之間(jian)，以防游(you)離(li)鈦(tai)沉(chen)積，使TiC覆(fu)蓋(gai)層無法形(xing)成。

  c. 沉(chen)積(ji)(ji)(ji)速率通常為(wei)(wei)(wei)每小時(shi)幾(ji)微(wei)米(mi)（包(bao)括加(jia)熱時(shi)間和(he)冷卻時(shi)間），總(zong)的(de)沉(chen)積(ji)(ji)(ji)時(shi)間為(wei)(wei)(wei)8～13h。沉(chen)積(ji)(ji)(ji)時(shi)間由所(suo)需鍍層厚(hou)度決定，沉(chen)積(ji)(ji)(ji)時(shi)間越長(chang)，所(suo)得TiC層越厚(hou)；反(fan)之鍍層越薄(bo)(bo)。沉(chen)積(ji)(ji)(ji)TiC的(de)最(zui)佳厚(hou)度為(wei)(wei)(wei)3～10μm，沉(chen)積(ji)(ji)(ji)TiN的(de)最(zui)佳厚(hou)度為(wei)(wei)(wei)5～15μm，太薄(bo)(bo)不(bu)耐磨(mo)，太厚(hou)結(jie)合力(li)差。

  化(hua)學(xue)氣(qi)相沉(chen)積(ji)涂層(ceng)的反應溫度高(gao)，在基體與涂層(ceng)之(zhi)間易(yi)形成擴散層(ceng)，因此結合力(li)好(hao)，而且容易(yi)實現設備(bei)的大(da)型化(hua)，可以大(da)量處理(li)。但在高(gao)溫下進行(xing)處理(li)，零件變形較大(da)，高(gao)溫時(shi)組織變化(hua)必(bi)然導致基體力(li)學(xue)性能(neng)降低，所以化(hua)學(xue)氣(qi)相沉(chen)積(ji)處理(li)后(hou)必(bi)須重新進行(xing)熱處理(li)。

  為了(le)擴大氣相(xiang)沉(chen)(chen)(chen)積的應用(yong)范圍，減小零件變形，簡(jian)化(hua)后續熱處理工藝，通(tong)常采取降低沉(chen)(chen)(chen)積溫(wen)度的方法，如等離子體激發化(hua)學(xue)氣相(xiang)沉(chen)(chen)(chen)積（PCVD）、中(zhong)溫(wen)化(hua)學(xue)氣相(xiang)沉(chen)(chen)(chen)積等，這些方法可使反應溫(wen)度降到500℃以下。

  沉積不(bu)同(tong)的涂層，將選(xuan)擇不(bu)同(tong)的化學反(fan)應。三種超硬(ying)涂層沉積時的化學反(fan)應如(ru)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。

  零件基體中的(de)碳含量(liang)(liang)對初期沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)速(su)度(du)有影(ying)響，碳含量(liang)(liang)越高，初期沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)速(su)度(du)越快(kuai)。為了獲得良好的(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)層，一(yi)般多選用(yong)高碳合金鋼。用(yong)CVD技術(shu)可以在模具(ju)材料上沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)TiC、TiN、Ti（C、N）薄膜，表3-39為TiN、TiC及Ti（C、N）的(de)應用(yong)效果。

 在Cr12MoV鋼(gang)和9SiCr鋼(gang)零(ling)件上用CVD法沉積的TiN都是比較(jiao)細密(mi)均勻的，鍍層(ceng)厚度都大于3μm，經考核，壽命提高1～20倍(bei)。CVD法TiN鍍層(ceng)的優點是：

  1）TiN的硬度高(gao)達1500HV以上。

  2）TiN與鋼的摩擦因數(shu)只有(you)0.14，只是鋼與鋼之間(jian)的1/5。

  3）TiN具有很高的(de)抗粘(zhan)接性能。

  4）TiN熔點為2950℃，抗氧化性(xing)好(hao)。

  5）TiN鍍層(ceng)耐腐(fu)蝕(shi)，與基體粘接性好。因此，利用CVD法(fa)獲(huo)得(de)超硬耐磨鍍層(ceng)是提高零件壽命的(de)有效途徑。