化學(xue)氣相沉(chen)積（CVD）是用化學(xue)方法使(shi)反應(ying)氣體在零件基材表面發生(sheng)化學(xue)反應(ying)而形成覆(fu)蓋層(ceng)的方法。通常CVD是在高溫（800～1000℃）和常壓或低壓下進(jin)行的，沉(chen)積裝(zhuang)置如圖(tu)3-13所示。
a. 反應氣體(ti)向(xiang)工件(jian)表(biao)面擴(kuo)散并被吸附。
b. 吸收工件表(biao)面(mian)的各種物質發生表(biao)面(mian)化(hua)學反應。
c. 生成的物質點聚集成晶核并長(chang)大。
d. 表面化學(xue)反應中產(chan)生(sheng)的氣體產(chan)物脫離工件表面返回(hui)氣相。
e. 沉積層與(yu)基體的(de)界面發生元素的(de)互擴(kuo)散(san)形成鍍層。
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. 沉積溫度一般在950～1050℃，溫度過(guo)高，可使TiC層厚度增加(jia)，但晶(jing)粒變粗，性能較差(cha)；溫度過(guo)低，TiCl4還(huan)原出鈦(tai)的沉積速度大于(yu)碳化物(wu)(wu)的形成(cheng)速度，沉積物(wu)(wu)是多孔性的，而且與基體(ti)結合不牢(lao)。
b. 氣體流量必須很好控制，Ti和C的比(bi)例最(zui)好在1：0.85～0.97之間，以(yi)防游離鈦(tai)沉(chen)積，使TiC覆(fu)蓋層(ceng)無(wu)法形成。
c. 沉(chen)積(ji)(ji)(ji)速率通常為每(mei)小時(shi)幾微(wei)米（包括加熱時(shi)間和冷卻時(shi)間），總的沉(chen)積(ji)(ji)(ji)時(shi)間為8～13h。沉(chen)積(ji)(ji)(ji)時(shi)間由所需鍍(du)層(ceng)(ceng)厚度(du)決定(ding)，沉(chen)積(ji)(ji)(ji)時(shi)間越長，所得TiC層(ceng)(ceng)越厚；反(fan)之鍍(du)層(ceng)(ceng)越薄。沉(chen)積(ji)(ji)(ji)TiC的最佳厚度(du)為3～10μm，沉(chen)積(ji)(ji)(ji)TiN的最佳厚度(du)為5～15μm，太薄不耐磨(mo)，太厚結合(he)力差。
化學(xue)氣相沉積涂層(ceng)的反(fan)應溫(wen)度高(gao)，在基體與涂層(ceng)之間易形成擴散層(ceng)，因(yin)此(ci)結(jie)合力(li)(li)好(hao)，而且容易實(shi)現設備的大(da)型化，可以大(da)量處理(li)。但在高(gao)溫(wen)下(xia)進(jin)行(xing)處理(li)，零件變形較大(da)，高(gao)溫(wen)時組(zu)織變化必然導致基體力(li)(li)學(xue)性能(neng)降低(di)，所以化學(xue)氣相沉積處理(li)后必須重(zhong)新進(jin)行(xing)熱處理(li)。
為了(le)擴大氣(qi)相(xiang)(xiang)沉積的應用范圍(wei)，減小(xiao)零件變形(xing)，簡化后續(xu)熱處理工藝(yi)，通(tong)常采取降低沉積溫(wen)度的方法(fa)，如等離子(zi)體激(ji)發化學(xue)氣(qi)相(xiang)(xiang)沉積（PCVD）、中溫(wen)化學(xue)氣(qi)相(xiang)(xiang)沉積等，這些方法(fa)可使反應溫(wen)度降到500℃以(yi)下。
沉積不同的(de)涂(tu)層，將選擇不同的(de)化學反應。三種超硬涂(tu)層沉積時的(de)化學反應如下：
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(tan)含(han)(han)量(liang)對初(chu)期(qi)沉(chen)積速度有(you)影(ying)響(xiang)，碳(tan)含(han)(han)量(liang)越高，初(chu)期(qi)沉(chen)積速度越快。為(wei)了(le)獲(huo)得良好的沉(chen)積層，一般多選用高碳(tan)合金鋼。用CVD技術可以在模具材料上沉(chen)積TiC、TiN、Ti（C、N）薄(bo)膜，表(biao)3-39為(wei)TiN、TiC及Ti（C、N）的應用效果。
在Cr12MoV鋼(gang)和9SiCr鋼(gang)零件(jian)上用CVD法沉(chen)積的TiN都(dou)是(shi)比較細(xi)密(mi)均(jun)勻的，鍍層(ceng)厚度都(dou)大于3μm，經(jing)考核，壽命提高1～20倍。CVD法TiN鍍層(ceng)的優(you)點(dian)是(shi)：
1）TiN的硬度高達1500HV以(yi)上。
2）TiN與鋼(gang)的(de)摩擦因數(shu)只有0.14，只是鋼(gang)與鋼(gang)之(zhi)間的(de)1/5。
3）TiN具有很高的抗粘接性能(neng)。
4）TiN熔點為(wei)2950℃，抗氧化性(xing)好。
5）TiN鍍層(ceng)耐(nai)腐蝕，與基體粘接性(xing)好。因此，利用(yong)CVD法獲得超硬耐(nai)磨鍍層(ceng)是提高零件壽(shou)命的有效途徑。
