物理涂层刀具的方法
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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。
物理气相沉积(PVD)技术
物理气相沉积是真空条件下采用物理方法把欲涂覆物质沉积在工件表面上形成膜的过程,通常称为PVD(Physical Vapour Deposition)法。在进行PVD处理时,工件的加热温度一般都在600℃以下,这对于用高速钢、合金模具加工钢及其他钢材制造的模具加工都具有重要意义。目前,常用的有三种物理气相沉积方法,即真空蒸镀、溅射镀膜和离子镀,其中,离子镀在模具加工制造中的应用较广。发展到目前,物理气相沉积技术不仅可沉积金属膜、合
金膜、还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。
物理气相沉积技术基本原理可分三个工艺步骤:
(1)镀料的气化:即使镀料蒸发,异华或被溅射,也就是通过镀料的气化源。
(2)镀料原子、分子或离子的迁移:由气化源供出原子、分子或离子经过碰撞后,产生多种反应。
(3)镀料原子、分子或离子在基体上沉积。
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