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有关于PVD涂层的特点分类您都了解吗?

来源:http://www.jdnano.com/news/16.html 发表时间:2017-11-23

随着PVD涂层的广泛使用,各大行业都会需要使用到PVD涂层技术工艺,那么大家对于PVD涂层的特点分类都了解吗?没有关系,接下来,小编来为大家介绍一下,感兴趣的朋友一起来看看吧。
一、刀具涂层的特点
1、力学和切削性能好。涂层刀具将基体材料和涂层材料的优良性能结合起来,既保持了基体良好的韧性和较高的强度,又具有涂层的高硬度、高耐磨性和低摩擦系数。因此,涂层刀具的切削速度与未涂层的相比,切削速度可提高2~5倍,使用涂层刀具可以获得明显的经济效益。
2、通用性强。涂层刀具通用性广,加工范围显著扩大,一种涂层刀具可以代替数种非涂层刀具使用,因而可以大大减少刀具的品种和库存量,简化刀具管理,降低刀具和设备成本。
二、涂层的分类
根据涂层方法不同,涂层刀具可分为化学气相沉积(Chemical Vapour Deposition,简称CVD)涂层刀具、物理气相沉积(Physical Vapour Depositon,简称PVD)涂层刀具及混合工艺及组合技术。CVD涂层原理如图1a所示,PVD涂层原理如图1b所示。混合工艺是等离子辅助CVD技术与传统的PVD技术进行有效的结合。比如先沉积传统的CrN硬质涂层,再在最上面沉积一层用于减少摩擦的DLC涂层。组合技术是涂层前对工具或零部件的表面层进行氮化,可以提高涂层的功效。
CVD可以涂覆耐磨损性优异的TiCN、耐热性非常优异的Al2O3厚膜,因此在产生高温的高速、高效率切削加工中能显示出长寿命,CVD涂层如图2a所示。
PVD一般用在与无涂层硬质合金、高速钢相同或较高速的切削速度条件下,以延长刀具寿命为目标。对基体制约少、损伤小,因此特别适合用于要求耐磨损性、耐崩刃性的刀具,也适用于要求锋利刃口的低进给加工与精加工或螺纹加工工具等,PVD涂层如图2b所示。
根据涂层刀具基体材料的不同,涂层刀具可分为硬质合金涂层刀具、高速钢涂层刀具以及在陶瓷和超硬材料(金刚石和立方氮化硼)上的涂层刀具等。涂层硬质合金刀具一般采用化学气相沉积法,沉积温度在1 000℃左右。涂层高速钢刀具一般采用物理气相沉积法,沉积温度在500℃左右。
金刚石涂层采用CVD(化学蒸镀法)在硬质合金基体上合成。合成的涂层具备与天然金刚石相匹敌的硬度与导热系数,在非铁材料的加工中发挥着优异的性能。金刚石涂层刀具由于其良好的切削性能,在切削加工领域具有广阔的应用前景,是加工石墨、金属基复合材料、高硅铝合金及许多其他耐磨蚀材料的理想刀具,目前其主要应用领域是汽车和航空航天工业。金刚石涂层刀具的组织如图3所示。
根据涂层材料的性质,涂层刀具又可分为两大类,即“硬”涂层刀具和“软”涂层刀具。“硬”涂层刀具追求的主要目标是高的硬度和耐磨性,其主要优点是硬度高、耐磨性好,典型的是TiC和TiN涂层,各种涂层刀具如图4所示。“软”涂层刀具是采用固体润滑剂如MoS2、WS2等制备的刀具,“软”涂层追求的目标是低摩擦系数,也称为自润滑刀具,它与工件材料的摩擦系数很低,只有0.1左右,可减小粘、减轻摩擦、降低切削力和切削温度。
对刀具进行涂层处理是提高刀具性能的重要途径之一,涂层刀具的出现,使刀具切削性能有了较大的提高,应用领域不断扩大,涂层刀具在数控加工领域有巨大潜力,将是今后数控加工领域中最重要的刀具品种。目前国外硬质合金可转位刀片的涂层比例在70%以上,欧洲齿轮刀具的涂层比例高达90%。涂层技术已应用于立铣刀、铰刀、复合孔加工工具、齿轮滚刀、剃齿刀、成形拉刀及各种机夹可转位刀片,满足高速切削加工各种钢和铸铁、耐热合金和有色金属等材料的需要。
三、涂层刀具的制备
精密工具、零部件和功能件的新型高性能涂层都是由涂层炉生产出来的。因为不同的应用需要不同种类的涂层,且需要快速的交货期,因此涂层炉必须要有足够的灵活性,以保证生产不同系列的涂层都能有最佳的成本效益。现代化的涂层设备能够在金属、陶瓷甚至是塑料的表面进行快速、稳定且全自动的涂层。
现代涂层设备必须满足以下准则:
1、单炉时间短。
2、日常运营成本低。
3、灵活性高。
4、设备保养和备件费用成本设计低。
5、生产可靠性高。
6、全自动操作。
7、CE认证,职业安全标准高。
四、涂层的选用
为了更好地选择和发展刀具及零部件的最佳功效,需要鉴别其主要及特定的磨损性和失效机理。磨损、粘附、腐蚀和疲劳都视为磨损机理,而且都取决于实际的应用。经验指出,材料的摩擦和磨损都不是材料的原因,而是整个系统的原因。因此,在选择涂层前就必须分析整个摩擦系统,包括零部件的技术性能、抗压力范围以及磨损机理的类型。
小编今天和大家说了这么多,相信大家对于PVD涂层的特点分类都已经有了一定的了解了吧,那么今天小编在这里就不和大家多说了吧,大家如若还有疑问的话就直接电话联系咨询我们吧。我们会在第一时间和大家联系的。好啦,文章内容到这里就不和大家多说了,希望这篇文章能够帮助到大家。
PVD涂层