第五章 結論
本研究探討了碳鋼SK 5 和低合金鋼63CRM 兩種不同剪刀的複合處
理，分別在低溫施以氮化處理，並在相同輝光離子轟擊條件下施以硬膜被
覆，進一步分析微觀結構變化及機械性質，並分別測試剪刀的剪切性能，
所得結果如下：
1. SK 5 及63CRM 有相似的氮化趨勢，固定氮流量在70%，氮化20 小時，
皆可得 ε-Fe2-3N 及γ´-Fe4N 雙相氮化層。氮化溫度越高則氮化速率越快，
形成較厚的化合物層，以獲得較高的表面硬度。
2. 經不同溫度的氮化處理，再被覆氮化鈦硬膜；兩種剪刀的複合鍍層硬度
都可提升至1050Hv，SK 5 在350℃及400℃氮化處理時，基材硬度明顯
的下降，乃是受回火軟化效應的影響；但63CRM 則較不受回火軟化的
影響。
3. TiN 無論被覆在任何氮化組織之上或不同轟擊溫度之基材，其鍍層皆以
TiN(111)為優選方位，顯現出鍍層之結構並未受複合處理條件不同而改
變。
4. 經由離子氮化結合TiN 硬膜被覆之複合處理，其複合鍍層的附著性和硬
度均高於單層TiN 鍍層，尤其附著性可達刮痕臨界荷重之上限100N；刻
意壓低TiN 被覆溫度的結果，本實驗並無黑層影響附著性的問題。
5. 本實驗採70%高氮流量的低溫氮化再於300℃的低溫被覆陶瓷硬膜TiN
的複合處理，應用在剪切刀具上，經過剪切測試結果，SK 5 以PN350 +
TiN；63CRM 以PN350 + TiN 及PN400 + TiN 的剪刀最為優異，其性能
優於傳統的高週波硬化或鍍硬鉻的處理方式及基材直接被覆硬膜的剪
刀。
複合處理在剪切刀具上的應用研究
逢甲大學e-Thesys（91 學年度）
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6. 複合處理剪刀是預氮化層提供給硬膜更大的負荷承載力；相對的基材效
應降低下來，反應出複合鍍層的本質硬度，而使硬膜在剪切過程中能忍
受較大的摩擦剪應力，減緩刃片早期崩刃、變形及斷裂。研究結果顯現
複合處理在剪切刀具方面的可行性獲得證實。
7. 實驗中採用低溫複合處理，為了避開回火軟化的問題，使被覆硬膜的厚
度較淺，若能加深硬膜的厚度的話，應有更加成的效果。
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