7-4 硬膜附着力差的原因及起皮案例

硬膜的形成方法有很多种，但为了采用它们，膜的附着力是一个共同的重要问题。尤其是硬质膜应用于工具时，使用条件往往苛刻，即使开发出新的成膜方法或膜型，附着力也不充分，因此可以投入实际使用。不存在的情况。如图1所示，附着力差的原因可能是加工材料或成膜技术所致。前者很多是用户方面的问题，后者很多是制片方的问题。

清洗作为被处理材料的预处理，在所有的表面处理中都应优先考虑，如果污垢残留在基材表面，就会出现附着力差的情况。换言之，可以毫不夸张地说，表面处理的质量取决于预处理必不可少的清洗技术。一口污渍有有机物和无机物之分，种类和程度各不相同，所以在充分了解污渍的状况后，应选择更佳的清洁剂和更佳的清洁方法。必须选择。例如，许多工业产品经过机加工或塑料加工，它们总是附着有润滑剂（油基、水基）和切屑。这些残留物是附着力差的主要原因，必须在成膜前彻底清洁和去除。

在热处理后进行表面处理的情况下，热处理时产生的表面劣化是需要特别注意的问题。因加热而产生氧化、渗碳、脱碳等各种变质，有的可以在后道工序中去除，但均会造成涂膜附着力差。

基材的表面粗糙度是膜的密合性的重要因素，根据膜的形成方法，粗糙或光滑可能有利。例如，表面粗糙度大的热喷涂和涂装是有利的，因此在这种情况下，为了使表面粗糙化，同时清洁表面，进行诸如喷丸之类的预处理。但是，对于PVD和CVD，如果表面粗糙度大，则不利于粘附，因此加工过程中刀痕的存在可能会成为问题。例如，在图2所示的TiCN薄膜的剥离情况下，剥离明显沿着工具标记。

内应力残留在所有的涂膜中，应力的类型因膜和成膜方法而异。如图3所示，内应力包括拉应力和压应力，如镀硬铬和热喷涂层就是拉应力，所以如果附着力不好，表面就会产生裂纹并剥落。在镀Ni-P的情况下，如果P含量低，则获得拉应力，但如果含量增加，则拉应力减小，变成压应力。

通过离子镀、溅射等PVD、热CVD、等离子CVD等CVD，在膜中残留压应力。有残余压应力的薄膜，如果附着力差，就会膨胀，而且薄膜越厚，应力越大，越容易剥离。例如，如图 4 所示，SK85 通过热 CVD 涂覆 TiC/TiN 的情况，在这种情况下，膜厚异常增长到 16 μm，导致溶胀和剥离。