化(hua)學氣(qi)相沉積(ji)（CVD）是用化(hua)學方(fang)法使反(fan)應氣(qi)體(ti)在零件(jian)基材表面發生化(hua)學反(fan)應而形成覆(fu)蓋層(ceng)的方(fang)法。通常(chang)CVD是在高(gao)溫（800～1000℃）和(he)常(chang)壓(ya)(ya)或低壓(ya)(ya)下進行的，沉積(ji)裝置如圖3-13所示。
a. 反應氣體向工件表(biao)面擴散并被吸(xi)附。
b. 吸收工件表面的各(ge)種物質發生(sheng)表面化學(xue)反應。
c. 生成的物質點聚(ju)集成晶(jing)核并長大。
d. 表面(mian)化(hua)學反應中產(chan)生的氣(qi)體(ti)產(chan)物脫離(li)工件表面(mian)返回氣(qi)相。
e. 沉積(ji)層與基體(ti)的(de)(de)界面發生元(yuan)素的(de)(de)互(hu)擴散(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(ji)溫度(du)一般在950～1050℃，溫度(du)過高，可使TiC層厚度(du)增加，但晶粒變粗，性(xing)能較差；溫度(du)過低，TiCl4還原出鈦的沉積(ji)速(su)(su)度(du)大于碳化物(wu)的形成速(su)(su)度(du)，沉積(ji)物(wu)是多孔性(xing)的，而且與(yu)基體結合不牢。
b. 氣體流量(liang)必須很好控制，Ti和C的比例最好在1：0.85～0.97之間，以防游離(li)鈦沉積，使(shi)TiC覆蓋層無(wu)法形成。
c. 沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)速率通常為(wei)每小時(shi)幾(ji)微米（包括(kuo)加熱時(shi)間和冷(leng)卻時(shi)間），總(zong)的沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)時(shi)間為(wei)8～13h。沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)時(shi)間由所(suo)(suo)需鍍層(ceng)(ceng)厚(hou)(hou)度決定，沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)時(shi)間越(yue)長，所(suo)(suo)得TiC層(ceng)(ceng)越(yue)厚(hou)(hou)；反之鍍層(ceng)(ceng)越(yue)薄。沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)TiC的最佳(jia)厚(hou)(hou)度為(wei)3～10μm，沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)TiN的最佳(jia)厚(hou)(hou)度為(wei)5～15μm，太薄不耐磨，太厚(hou)(hou)結合力差(cha)。
化學(xue)氣(qi)相沉(chen)(chen)積(ji)涂層(ceng)的反(fan)應溫度高，在基體(ti)與涂層(ceng)之間易(yi)形(xing)成擴散層(ceng)，因此結合力好，而且容易(yi)實現設(she)備(bei)的大(da)型化，可(ke)以(yi)大(da)量處理。但在高溫下進行(xing)處理，零件(jian)變(bian)形(xing)較(jiao)大(da)，高溫時組(zu)織變(bian)化必(bi)然導致(zhi)基體(ti)力學(xue)性能降低，所以(yi)化學(xue)氣(qi)相沉(chen)(chen)積(ji)處理后(hou)必(bi)須重新進行(xing)熱處理。
為了擴(kuo)大(da)氣(qi)相沉(chen)積(ji)的(de)應用范圍(wei)，減(jian)小零件變形(xing)，簡化后續熱處理工藝(yi)，通常采取降(jiang)低(di)沉(chen)積(ji)溫度的(de)方法，如等離子體激(ji)發化學氣(qi)相沉(chen)積(ji)（PCVD）、中溫化學氣(qi)相沉(chen)積(ji)等，這些方法可使(shi)反應溫度降(jiang)到500℃以下。
沉積(ji)不同的涂層，將選擇不同的化學反應。三種(zhong)超硬涂層沉積(ji)時的化學反應如下：
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(ti)中的碳含(han)量對初(chu)期沉(chen)(chen)積(ji)速度有影響，碳含(han)量越高，初(chu)期沉(chen)(chen)積(ji)速度越快。為了獲(huo)得良(liang)好的沉(chen)(chen)積(ji)層(ceng)，一般多(duo)選用(yong)高碳合金(jin)鋼。用(yong)CVD技術(shu)可以(yi)在(zai)模具材料(liao)上沉(chen)(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)效果。
在(zai)Cr12MoV鋼(gang)和(he)9SiCr鋼(gang)零件上(shang)用CVD法沉積的(de)TiN都(dou)是比(bi)較細密(mi)均(jun)勻的(de)，鍍(du)層厚度(du)都(dou)大于3μm，經考(kao)核，壽命提(ti)高(gao)1～20倍(bei)。CVD法TiN鍍(du)層的(de)優點是：
1）TiN的硬度高達1500HV以(yi)上(shang)。
2）TiN與鋼的(de)摩擦因數只有(you)0.14，只是鋼與鋼之間(jian)的(de)1/5。
3）TiN具有(you)很(hen)高的抗粘(zhan)接性能。
4）TiN熔點(dian)為2950℃，抗(kang)氧化性好。
5）TiN鍍層(ceng)耐腐蝕，與基(ji)體(ti)粘接性好。因此，利(li)用CVD法獲(huo)得(de)超(chao)硬耐磨鍍層(ceng)是提高零件壽命的有(you)效途徑(jing)。
