化學(xue)氣相沉積(ji)（CVD）是用化學(xue)方(fang)(fang)法(fa)使(shi)反應(ying)氣體在零件基材表面發(fa)生化學(xue)反應(ying)而形成覆蓋層的方(fang)(fang)法(fa)。通常CVD是在高溫（800～1000℃）和常壓或低壓下進行的，沉積(ji)裝置如圖3-13所示。
a. 反應(ying)氣體向工件表面擴散(san)并被吸附(fu)。
b. 吸(xi)收工(gong)件(jian)表面的(de)各種物(wu)質發生表面化(hua)學反(fan)應。
c. 生成的物質點聚集成晶核并長大。
d. 表(biao)(biao)面(mian)化學反應(ying)中(zhong)產生(sheng)的氣體產物脫離工件表(biao)(biao)面(mian)返回氣相(xiang)。
e. 沉(chen)積層(ceng)(ceng)與基(ji)體(ti)的(de)(de)界(jie)面(mian)發(fa)生元素的(de)(de)互擴(kuo)散形成(cheng)鍍層(ceng)(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. 沉積(ji)(ji)溫(wen)度(du)(du)一般在(zai)950～1050℃，溫(wen)度(du)(du)過(guo)高，可使TiC層厚(hou)度(du)(du)增加，但晶粒變粗，性能(neng)較差；溫(wen)度(du)(du)過(guo)低，TiCl4還(huan)原出鈦的(de)(de)沉積(ji)(ji)速度(du)(du)大于碳化物的(de)(de)形成速度(du)(du)，沉積(ji)(ji)物是多(duo)孔性的(de)(de)，而且與基體(ti)結合不牢(lao)。
b. 氣(qi)體流(liu)量必(bi)須很(hen)好(hao)(hao)控制，Ti和C的比(bi)例最(zui)好(hao)(hao)在(zai)1：0.85～0.97之間，以防游離鈦沉(chen)積，使(shi)TiC覆蓋(gai)層(ceng)無(wu)法形成。
c. 沉(chen)(chen)積速率(lv)通常為每小時(shi)幾微米（包括(kuo)加熱(re)時(shi)間(jian)(jian)和(he)冷卻時(shi)間(jian)(jian)），總的(de)沉(chen)(chen)積時(shi)間(jian)(jian)為8～13h。沉(chen)(chen)積時(shi)間(jian)(jian)由所(suo)需鍍(du)層厚(hou)度(du)(du)決定，沉(chen)(chen)積時(shi)間(jian)(jian)越長，所(suo)得TiC層越厚(hou)；反之鍍(du)層越薄。沉(chen)(chen)積TiC的(de)最佳(jia)(jia)厚(hou)度(du)(du)為3～10μm，沉(chen)(chen)積TiN的(de)最佳(jia)(jia)厚(hou)度(du)(du)為5～15μm，太(tai)薄不(bu)耐磨，太(tai)厚(hou)結(jie)合力差。
化(hua)學(xue)氣相沉積(ji)涂(tu)層的反(fan)應溫(wen)度高，在(zai)(zai)基(ji)體與涂(tu)層之間易(yi)(yi)形成(cheng)擴散層，因(yin)此結合力好，而且容易(yi)(yi)實現(xian)設(she)備的大(da)型(xing)化(hua)，可以大(da)量處(chu)理(li)。但在(zai)(zai)高溫(wen)下進(jin)(jin)行(xing)處(chu)理(li)，零件變形較(jiao)大(da)，高溫(wen)時組織變化(hua)必然導致基(ji)體力學(xue)性能降低，所以化(hua)學(xue)氣相沉積(ji)處(chu)理(li)后必須(xu)重(zhong)新進(jin)(jin)行(xing)熱處(chu)理(li)。
為了擴大(da)氣相(xiang)沉積的應用范圍(wei)，減(jian)小零件變形(xing)，簡(jian)化后(hou)續熱處理工(gong)藝，通常采(cai)取降低沉積溫度(du)的方法，如等(deng)離子(zi)體激發(fa)化學(xue)氣相(xiang)沉積（PCVD）、中溫化學(xue)氣相(xiang)沉積等(deng)，這些方法可使反應溫度(du)降到500℃以(yi)下(xia)。
沉積(ji)(ji)不(bu)(bu)同(tong)的(de)涂層，將選擇(ze)不(bu)(bu)同(tong)的(de)化學(xue)反(fan)應。三種超硬涂層沉積(ji)(ji)時的(de)化學(xue)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。
零件基體中的碳含量(liang)對(dui)初期(qi)沉積速度有(you)影響，碳含量(liang)越高，初期(qi)沉積速度越快。為(wei)(wei)了獲得良好的沉積層，一般多選(xuan)用高碳合(he)金鋼。用CVD技術(shu)可以在模具材料上(shang)沉積TiC、TiN、Ti（C、N）薄(bo)膜，表3-39為(wei)(wei)TiN、TiC及Ti（C、N）的應用效(xiao)果。
在Cr12MoV鋼和9SiCr鋼零件上用CVD法(fa)沉積(ji)的TiN都是比(bi)較細密(mi)均勻的，鍍層厚度都大于3μm，經考核，壽命提高1～20倍。CVD法(fa)TiN鍍層的優點是：
1）TiN的硬度高達1500HV以上。
2）TiN與鋼(gang)的(de)摩(mo)擦因數只(zhi)有0.14，只(zhi)是鋼(gang)與鋼(gang)之間的(de)1/5。
3）TiN具有很高(gao)的(de)抗粘接性能(neng)。
4）TiN熔點為(wei)2950℃，抗氧化性(xing)好。
5）TiN鍍層(ceng)耐(nai)腐蝕(shi)，與基體粘接性好。因此，利(li)用(yong)CVD法獲得(de)超(chao)硬耐(nai)磨鍍層(ceng)是提(ti)高零件壽命的有效途徑。
