隔热涂层材料

该隔热涂层材料含有具有由钙钛矿衍生的斜方晶或单斜晶结构(例如由组成式 A2B2O7表示的板状钙钛矿结构)、或c轴/a轴比为3或更大的正方晶的层状结构(例如K2NiF4结构和Sr3Ti2O7结构、Sr4Ti3O10结构)的组合物，以及由组成式LaTaO4表示的组合物、还有具有由组成式M2SiO4 或(MM’)2SiO4(其中M、M’为2价的金属元素)表示的橄榄石型结构的组合物为主体。2100433B

中文名称

自润滑涂层材料

英文名称

self-lubrication coating material

定　　义

含有固体润滑组分的涂层材料。

应用学科

机械工程（一级学科），表面工程（二级学科），热喷涂（三级学科）

涂层材料须具有硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、不与工件材料发生化学反应、耐热耐氧化、摩擦因数低，以及与基体附着牢固等要求。显然，单一的涂层材料很难满足上述各项要求。所以硬质涂层材料已由最初只能涂单一的TiC、TiN、Al₂O₃，进入到开发厚膜、复合和多元涂层的新阶段。新开发的TiCN、TiAlN、TiAlN多元、超薄、超多层涂层与TiC、TiN、Al₂O₃等涂层的复合，加上新型的抗塑性变形基体，在改善涂层的韧性、涂层与基体的结合强度、提高涂层耐磨性方面有了重大进展。又突破了在硬质合金基体上涂覆金刚石薄膜技术，全面提高了刀具的性能。

工艺最成熟和应用最广泛的硬质涂层材料是TiN，但TiN与基体结合强度不及TiC涂层，涂层易剥落，且硬度也不如TiC高，在切削温度较高时膜层易氧化而被烧蚀。TiC涂层有较高的硬度与耐磨性，抗氧化性也好，但其性脆，不耐冲击。TiCN兼有TiC和TiN两种材料的优点，它在涂覆过程中可通过连续改变C、N的成份控制TiCN性质，并形成不同成份的多层结构，可降低涂层的内应力，提高韧性，增加涂层的厚度，阻止裂纹的扩展，减少崩刃。所以，生产的一些刀片，如瑞典Sandvik公司推荐用于加工钢料的GC4000系列刀片、中国株洲硬质合金厂生产的CN系列刀片、日本东芝公司的T715X和T725X涂层刀片中均有TiCN涂层成份。TiCN基涂层适于加工普通钢、合金钢、不锈钢和耐磨铸铁等材料，用它加工工件时的材料切除率可提高2~3倍。

涂层刀具硬质涂层

TiAlN、CrN、TiAlCrN是开发的硬质涂层新材料。TiAlN涂层刀片已商品化。它的化学稳定性和抗氧化磨损性能好，用其加工高合金钢、不锈钢、钛合金和镍合金时的刀具寿命可比TiN涂层高3~4倍。此外，TiAlN涂层中如果有合适的铝浓度，切削时在刀具前刀面和切屑的界面上还会产生一层硬质的惰性保护膜，该膜有较好的隔热性，可更有效地用于高速切削。例如，美国Kennametal公司推出的H7刀片，系TiAlN涂层，是专为高速铣削合金钢、高合金钢和不锈钢等高性能材料而设计的。CrN是一种无钛涂层，适于切削钛和钛合金、铜、铝以及其它软材料，化学稳定性好，不产生粘屑。TiAlCrN是一种梯度结构涂层，不仅具有高的韧性和硬度，而且摩擦因数也较小，适用于铣刀、滚刀、丝锥等多种刀具，切削性能明显优于TiN。

涂层刀具氮化钛涂层

德国某公司开发了Supernitride涂层系列，其中超级氮化钛涂层有很高的含铝量，可形成稳定的氧化层（氧化温度达1000℃），它比一般的TiAlN涂层更硬、更致密、更耐高温，适用于高速切削、干式切削和硬切削的刀具，可加工硬度高达58HRC以上的淬火钢。

涂层刀具纳米涂层

此外，纳米超薄膜涂层工艺已日趋成熟。据报道，日本某公司推出了一种高速强力型钻头，它是在韧性好的K类（WC Co）硬质合金基体上交互涂覆了1,000层TiN和AlN超薄膜涂层，涂层厚度约2.5微米。使用表明，该钻头的抗弯强度与断裂韧性可大幅度提高，其硬度则与CBN相当，刀具寿命可提高2倍左右。该公司还开发出ZX涂层立铣刀，超薄膜镀层数达2,000层，每层厚度约1nm，用该立铣刀加工60HRC的高硬度材料，刀具寿命远高于TiCN和TiAlN涂层刀具。第八届中国国际机床展览会（CIMT2003）上，瑞士某公司推出的纳米结构涂层（AITiN/SiN) 立铣刀，其涂层硬度为45GPa，氧化温度1100℃，切削对比试验表明，其寿命比TiN涂层立铣刀高3倍，比TiAlCN涂层立铣刀高2倍。除上述AITiN/SiN、TiAlCN新涂层外，还有特定功能的涂层，如MoS₂、DLC润滑涂层，其摩擦因数小（0.05），适于涂覆丝锥、钻头等刀具，可改善排屑性能，或者作为复合涂层的表面涂层，减少切屑的粘结。

耐高温隔热保温涂料是太空节能隔热保温的一种(太空节能隔热保温涂料包括高温型和常温型)，为世界首创，涂料为无机单组分，采用特制志盛威华溶液无任何异味。 耐温幅度（-80—1800℃）， 导热系数都只有0.03W/m.K，能有效抑制并屏蔽红外线的辐射热和热量的传导，隔热抑制效率可达90%左右，可抑制高温物体的热辐射和热量的散失，对低温物体可有效保冷并能抑制环境辐射热而引起的冷量损失，也可以防止物体冷凝的发生。耐高温涂料亦可做耐高温粘接剂，该种涂料可以耐1800℃甚至更高的温度，可以作为陶瓷、玻璃、金属等涂层材料，也可以作为陶瓷、玻璃、金属等粘合剂，广泛用于冶金、石油工业、天然气开采、航空航天等工业领域。常温涂抹在金属等物体表面，低温烘干或者常温自干，与金属的附着力非常好，非常坚硬，用刀片都刮不下来，高温煅烧后强度更加显具，而且不开裂，耐1800度高温，可以用在金属铁，钢，铝，陶瓷，玻璃等表面。耐高温涂料是一种重要的涂料，自从四十年代有机硅工业化生产以来，用其产品所配制的耐高温涂料，在高温电机，电器绝缘方面得到了广泛应用。例如有机硅铝粉漆用于飞机发动机的耐高温防腐涂料，取得了巨大成就，有机硅陶瓷玻璃涂料，满足了更高温度防腐的要求。但是由于有机硅本身机械性能差，附着力。耐磨性，耐溶剂性低，越来越不能满足现代电机、电器、宇航以及耐特种介质的要求，从而出现了一系列杂环聚合物。该聚合物己成功地应用于特种耐高温工程塑料、模塑料、薄膜、层压材料、粘台剂及涂料中。除对纯硅氧主链进行改造，在主链中引入N、Ti、P、B等外，还用有机树脂改性，使之耐热、耐辐射，耐油、耐水解、耐磨。尽管如此，这些新型高聚物在高温涂料中还未能得到广泛的应用，绝大部分产品仍处于研制阶段。