化(hua)學(xue)(xue)氣(qi)相沉積（CVD）是用化(hua)學(xue)(xue)方法(fa)(fa)使反應氣(qi)體在零件(jian)基材表面發生化(hua)學(xue)(xue)反應而形(xing)成(cheng)覆(fu)蓋層的(de)方法(fa)(fa)。通常CVD是在高溫（800～1000℃）和常壓或低壓下進行(xing)的(de)，沉積裝置如圖3-13所(suo)示。
a. 反應氣(qi)體(ti)向工(gong)件表面擴散并被(bei)吸附。
b. 吸收工件表面的各(ge)種物(wu)質發生表面化(hua)學(xue)反應。
c. 生成(cheng)的物質點聚集(ji)成(cheng)晶核(he)并長大。
d. 表(biao)面化學反應中產(chan)生的氣(qi)(qi)體產(chan)物脫離工件表(biao)面返回氣(qi)(qi)相(xiang)。
e. 沉積層(ceng)與基體的界面發生元素(su)的互擴散(san)形成鍍層(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)溫度(du)一般在950～1050℃，溫度(du)過(guo)高(gao)，可使TiC層厚度(du)增加(jia)，但晶粒變粗，性能較(jiao)差；溫度(du)過(guo)低，TiCl4還(huan)原出鈦的沉積(ji)速(su)度(du)大于碳化物的形成速(su)度(du)，沉積(ji)物是多孔性的，而且與基體結合(he)不(bu)牢。
b. 氣體流量(liang)必須很好控制，Ti和(he)C的比(bi)例最好在1：0.85～0.97之間(jian)，以防(fang)游離(li)鈦(tai)沉(chen)積，使TiC覆蓋層無法(fa)形成。
c. 沉(chen)積(ji)速率通常為每小時幾微米（包括加(jia)熱(re)時間和冷卻時間），總(zong)的(de)沉(chen)積(ji)時間為8～13h。沉(chen)積(ji)時間由所(suo)(suo)需鍍層厚度(du)決(jue)定，沉(chen)積(ji)時間越長，所(suo)(suo)得TiC層越厚；反之鍍層越薄(bo)。沉(chen)積(ji)TiC的(de)最佳厚度(du)為3～10μm，沉(chen)積(ji)TiN的(de)最佳厚度(du)為5～15μm，太薄(bo)不耐磨，太厚結合力差。
化(hua)學氣(qi)相沉(chen)(chen)積涂層的(de)反(fan)應溫度高，在基體(ti)與涂層之間易(yi)形成擴散層，因此結合力(li)(li)好，而(er)且容易(yi)實現設備的(de)大(da)型化(hua)，可以(yi)大(da)量處理。但在高溫下進行(xing)處理，零件變形較大(da)，高溫時組(zu)織變化(hua)必(bi)然導致基體(ti)力(li)(li)學性能降低，所(suo)以(yi)化(hua)學氣(qi)相沉(chen)(chen)積處理后必(bi)須重新進行(xing)熱處理。
為了擴(kuo)大氣相沉(chen)積(ji)(ji)的應用范圍(wei)，減(jian)小零件變形，簡化(hua)(hua)后續熱(re)處理工藝，通常(chang)采取降低沉(chen)積(ji)(ji)溫度的方法(fa)，如(ru)等(deng)(deng)離子(zi)體激(ji)發化(hua)(hua)學氣相沉(chen)積(ji)(ji)（PCVD）、中(zhong)溫化(hua)(hua)學氣相沉(chen)積(ji)(ji)等(deng)(deng)，這些(xie)方法(fa)可使反應溫度降到500℃以(yi)下。
沉積不同的(de)涂層，將選擇不同的(de)化學反應。三種超硬涂層沉積時的(de)化學反應如下(xia)：
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(jian)基(ji)體中(zhong)的(de)碳含(han)量對初期沉積(ji)(ji)速(su)度(du)有(you)影響，碳含(han)量越(yue)(yue)高(gao)(gao)，初期沉積(ji)(ji)速(su)度(du)越(yue)(yue)快。為了獲得良好的(de)沉積(ji)(ji)層，一般多選(xuan)用(yong)高(gao)(gao)碳合金(jin)鋼(gang)。用(yong)CVD技術可以在模(mo)具(ju)材料上沉積(ji)(ji)TiC、TiN、Ti（C、N）薄(bo)膜，表3-39為TiN、TiC及Ti（C、N）的(de)應用(yong)效果。
在Cr12MoV鋼(gang)(gang)和9SiCr鋼(gang)(gang)零件上用(yong)CVD法(fa)沉(chen)積(ji)的(de)(de)TiN都是比較細(xi)密均(jun)勻的(de)(de)，鍍層厚度都大(da)于(yu)3μm，經考核，壽命提高(gao)1～20倍。CVD法(fa)TiN鍍層的(de)(de)優點是：
1）TiN的硬(ying)度高(gao)達1500HV以(yi)上。
2）TiN與鋼的摩擦因(yin)數(shu)只(zhi)有(you)0.14，只(zhi)是鋼與鋼之(zhi)間的1/5。
3）TiN具有很高的抗粘接性能。
4）TiN熔(rong)點(dian)為(wei)2950℃，抗(kang)氧化(hua)性(xing)好。
5）TiN鍍層(ceng)耐腐蝕，與基體粘接性好。因(yin)此，利用CVD法獲(huo)得(de)超(chao)硬耐磨鍍層(ceng)是提高零(ling)件壽(shou)命的有效途徑。
