刘 敏 解 宇 孔凡让

（①中国科学技术大学精密机械与精密仪器系，安徽合肥230027;②深圳市中天精密工具有限公司，广东深圳 518101）

现代工业的发展日进千里，于是对工件有了更高的要求，以期能够在高温、高压、高速、高荷重及高腐蚀环境下工作。此时单一表面处理技术便受到了局限，而无法满足严苛工作要求，于是出现了结合两种或两种以上的表面处理技术，被称做复合表面技术或复合处理，透过这一种技术整合，希望获得“1+1＞2”的效果。最具代表性的复合处理是工具钢先进行离子氮化（Ion Nitriding）之后再进行硬膜被覆（Hard Coating）。这两道工序有较高的兼容性（Compatibility），同样依赖真空设备和等离子体辅助 （Plasma Assistance），因此让制造过程简化不少，也成为研究人员或设备制造厂家尝试复合处理的试金石。

离子氮化后被覆硬膜的复合处理（Duplex Treatment或Duplex Coating）已被广泛地运用在各种机轴、齿轮、轴承、钢模、切削工具上。氮化是一种材料表面改质技术，藉由氮化处理后，工件表面可以得到高硬度，内部则保持原有之韧性。而表面的化合物层及紧邻其下的扩散层更可提高材料耐磨耗、耐腐蚀及耐疲劳等性能。另一方面，陶瓷膜和类金刚石碳膜是具有高硬度、高熔点、高化学稳定性及低摩擦系数之材料，可藉由不同方法被覆于工件上，提高工件之表面硬度及耐磨耗性等，已广泛地应用于模具及刀具上。结合上述两方法，藉由离子氮化产生一个足够厚的氮化层，再被覆一层薄、硬且抗磨耗的陶瓷或类金刚石层，其中氮化层对硬膜提供良好的支持性，在工件受负荷时，承受从硬膜所传下来的应力，增强了钢材对硬膜的负荷承载度。……