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PVD刀具涂层技术进展
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佳达

时间 : 2020-08-21 22:30 浏览量 : 13

 PVD以其沉积温度低、沉积材料广、无污染的技术优势在刀具涂层制备领域得到了广泛应用;当前研究的热点主要集中在磁控溅射镀和电弧离子镀;将不同的涂层技术以一定的顺序加以组合形成新的复合涂层技术是PVD刀具涂层技术发展趋势。

 涂层刀具以较强的耐磨性,较高的耐热性,热化学稳定性等良好的综合性能在切削加工中得到了广泛应用,成为现代切削的标志。涂层如若在切削加工中起到隔热、降低摩擦的作用,除了受涂层的组织结构、厚度等本身性能和涂层与基体结合强度的影响外,涂层制备技术水平往往也是关键因素,因为刀具材料表面的理化性能和力学性能对切削加工产生严重影响。因此,涂层制备技术同样不可小视。PVD(PhysicalVaporDeposition)-物理气相沉积:指利用物理过程实现物质转移,将原子或分子由源转移到基材表面上的过程。与CVD(化学气相沉积)等涂层技术相比较,PVD与CVD涂层技术相比,就是前者涂层沉积温度低,可以控制在500℃以内,对刀具材料的抗弯强度影响很小,因此,其应用范围更广泛,造价昂贵且不可重磨的高速钢刀具、精密的硬质合金刀片和形状复杂的硬质合金刀片都采用PVD涂层技术。

 PVD涂层技术及其刀具涂层中的应用PVD的基本原理是:在一定的真空条件下,采用物理手段将靶材原料气化为原子、分子或电离成离子,再通过气相过程沉积在基体表面,形成某种特殊功能的涂层。涂层的性能受到沉积时间、制备方法、工艺参数和基体在真空室中的位置的影响。

 PVD涂层技术的特点是:一是沉积温度低,可以在500℃以下制备硬涂层,因此基体材料本身的抗弯强度不会被降低,涂层与基体之间也不会产生η相,所以基体材料不局限于硬质合金材料,由此应用范围广,特别适合于高速钢类刀具的涂层;二是涂层结构致密,内部处于压应力状态,有效阻止裂纹扩展;三是PVD涂层比CVD涂层表面光滑,这不仅能降低摩擦系数,同时也提高前刀面上的抗横向裂纹扩展程度;四是绿色无污染,属于绿色制造方法,符合当前制造发展方向。20世纪80年代,应用PVD技术在高速钢刀具表面获得TiN涂层,高速钢刀具性能产生了革命性的变革,近几年,随着国内制造业的快速发展,金属切削加工中大量使用涂层刀具,PVD技术已普及应用到硬质合金可转位刀片、形状复杂刀具等的涂层处理中。PVD涂层工艺的发展时段及典型应用。PVD刀具涂层技术研究现状PVD涂层技术根据离子赋能方法不同可以分为:真空蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀膜三大类。


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