化(hua)學氣相(xiang)沉積(ji)(ji)（CVD）是用化(hua)學方法使反(fan)(fan)應(ying)(ying)氣體在零件基(ji)材表面發生化(hua)學反(fan)(fan)應(ying)(ying)而形成覆蓋層(ceng)的方法。通常(chang)CVD是在高溫（800～1000℃）和常(chang)壓或低壓下進行的，沉積(ji)(ji)裝置如圖3-13所示。
a. 反應氣體向工件(jian)表(biao)面(mian)擴散并被(bei)吸附(fu)。
b. 吸收(shou)工件表面(mian)的各種物質發生(sheng)表面(mian)化學反應。
c. 生成的物質點聚集成晶核并長(chang)大。
d. 表(biao)面化學反應中產生的氣體產物脫離工件表(biao)面返回(hui)氣相(xiang)。
e. 沉(chen)積(ji)層與基(ji)體(ti)的(de)(de)界面發生元素的(de)(de)互擴散形(xing)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、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. 沉積溫度(du)一般(ban)在950～1050℃，溫度(du)過(guo)高，可使TiC層厚度(du)增加(jia)，但晶粒(li)變(bian)粗，性能較差；溫度(du)過(guo)低(di)，TiCl4還原(yuan)出鈦的沉積速(su)度(du)大于碳化物的形成速(su)度(du)，沉積物是多孔性的，而且與基體結合不(bu)牢(lao)。
b. 氣體流量必須(xu)很好(hao)控制，Ti和C的比例(li)最好(hao)在1：0.85～0.97之間，以防游離鈦沉積，使(shi)TiC覆(fu)蓋層(ceng)無(wu)法形成。
c. 沉(chen)積速率(lv)通(tong)常為(wei)每小時(shi)(shi)幾微(wei)米(mi)（包括(kuo)加(jia)熱時(shi)(shi)間(jian)(jian)和冷卻時(shi)(shi)間(jian)(jian)），總(zong)的(de)沉(chen)積時(shi)(shi)間(jian)(jian)為(wei)8～13h。沉(chen)積時(shi)(shi)間(jian)(jian)由所需鍍層厚(hou)度(du)決定，沉(chen)積時(shi)(shi)間(jian)(jian)越(yue)(yue)長(chang)，所得(de)TiC層越(yue)(yue)厚(hou)；反之鍍層越(yue)(yue)薄(bo)。沉(chen)積TiC的(de)最(zui)佳厚(hou)度(du)為(wei)3～10μm，沉(chen)積TiN的(de)最(zui)佳厚(hou)度(du)為(wei)5～15μm，太薄(bo)不耐磨，太厚(hou)結(jie)合力差。
化(hua)學氣相(xiang)沉積涂層(ceng)的反應(ying)溫(wen)度(du)高(gao)，在(zai)基體與涂層(ceng)之(zhi)間易形成擴(kuo)散(san)層(ceng)，因此結合力好，而且容易實現設備的大(da)型(xing)化(hua)，可以(yi)大(da)量(liang)處理(li)。但在(zai)高(gao)溫(wen)下進行處理(li)，零件(jian)變(bian)形較大(da)，高(gao)溫(wen)時(shi)組織變(bian)化(hua)必然導致(zhi)基體力學性能降低，所以(yi)化(hua)學氣相(xiang)沉積處理(li)后必須重新進行熱處理(li)。
為了擴大(da)氣相(xiang)沉(chen)積的應用范圍，減小零件變形，簡化后續熱處理工藝，通(tong)常采取(qu)降(jiang)低沉(chen)積溫(wen)(wen)度的方法，如等離子體激發化學(xue)氣相(xiang)沉(chen)積（PCVD）、中(zhong)溫(wen)(wen)化學(xue)氣相(xiang)沉(chen)積等，這些方法可使反應溫(wen)(wen)度降(jiang)到500℃以下。
沉積不同的涂層(ceng)，將選擇不同的化(hua)學(xue)反應。三種超(chao)硬涂層(ceng)沉積時的化(hua)學(xue)反應如(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(chen)積(ji)速度(du)有影響，碳含量(liang)越高，初期(qi)沉(chen)積(ji)速度(du)越快。為了(le)獲(huo)得良好的沉(chen)積(ji)層，一般(ban)多選用(yong)(yong)高碳合金鋼。用(yong)(yong)CVD技術可(ke)以在(zai)模(mo)具(ju)材料上沉(chen)積(ji)TiC、TiN、Ti（C、N）薄(bo)膜，表3-39為TiN、TiC及Ti（C、N）的應用(yong)(yong)效果。
在Cr12MoV鋼(gang)和9SiCr鋼(gang)零件上用(yong)CVD法(fa)沉積的TiN都(dou)(dou)是(shi)比(bi)較細密均勻的，鍍(du)(du)層(ceng)厚度都(dou)(dou)大于3μm，經考核，壽命提高1～20倍。CVD法(fa)TiN鍍(du)(du)層(ceng)的優點是(shi)：
1）TiN的硬度高達(da)1500HV以(yi)上。
2）TiN與(yu)鋼的摩擦因數(shu)只有0.14，只是鋼與(yu)鋼之間的1/5。
3）TiN具有很高的抗粘接性(xing)能。
4）TiN熔(rong)點(dian)為2950℃，抗氧化性好。
5）TiN鍍層(ceng)耐腐蝕，與(yu)基體粘(zhan)接(jie)性好。因此(ci)，利(li)用(yong)CVD法(fa)獲得(de)超(chao)硬耐磨鍍層(ceng)是(shi)提(ti)高零件壽命的有(you)效途徑。
