PVD涂層技術(shù)及其應(yīng)用
PVD覆層技術(shù)是一種可替代電鍍硬鉻的綠色清潔型表面處理技術(shù)——在真空中采用物理方法在目標(biāo)工件表面上制備一層幾百納米到幾十微米的涂層,可以提供特定表面強化需求,實現(xiàn)工具的使用壽命和使用性能得到顯著提升,獲得低成本下高效率的效用。
從事PVD/CVD納米超硬復(fù)合鍍層的開發(fā)應(yīng)用,并承接各類各色高端裝飾鍍膜。
真空鍍膜車間場景
PVD硬質(zhì)涂層技術(shù)
PVD涂層技術(shù)是一種綠色清潔的表面處理技術(shù),采用物理方法在高真空中的目標(biāo)工件表面上制備一層幾百納米到幾十微米的涂層,可以提供特定表面強化需求。
技術(shù)核心思想:使用厚度僅僅數(shù)微米的二維材料保護工件表面,實現(xiàn)零部件的性能和使用壽命得到顯著提升,實現(xiàn)低成本下的高效率應(yīng)用,適用于小型精密工件的表面強化。
高溫-超硬涂層
高速切削以及難加工材料加工時產(chǎn)生的溫度很高,刀具表面會迅速地氧化失效。實踐表明,隨著切削速度的提高,刀具壽命大幅下降,成本占比大幅上升,如下圖所示。應(yīng)用高溫-超硬涂層可以使加工刀具或模具的壽命顯著提升。
超硬高溫涂層是指在常溫下具有超硬性(40 GPa以上),在800°C高溫仍然能穩(wěn)定保持常溫硬度70-80%的涂層性能。
下圖是其優(yōu)異性能的依據(jù):900°C保溫后,傳統(tǒng)(TiAI)N涂層(a圖)頂部出現(xiàn)氧化層,開始氧化;(TiAI)N/SiN涂層(b圖)依然完好,抗高溫氧化性能優(yōu)異;在速度為8000rpm,進給速率為 1200 mm/min和切深0.07m的向下干銑試驗中,后者性能是傳統(tǒng)涂層的2倍 |
除了常規(guī)的高溫-超硬涂層,我們還可以通過調(diào)控涂層微-納米尺度的結(jié)構(gòu),進一步提升涂層的性能,以應(yīng)對更嚴(yán)苛的使用環(huán)境。下圖展示的多層復(fù)合涂層,具有更好的耐磨和使用性能。
耐磨半硬涂層
耐磨半硬涂層是指常溫具有30 GPa以上的硬度,在800°C高溫能保持常溫60-70%的涂層性能。這類涂層可廣泛應(yīng)用到各類機械零件和加工工具當(dāng)中,獲得了非常好的效果;如銑刀、花鍵銑刀、車刀、絲錐和鉆頭等。以(Ti/Cr,AI)N、TiCN為代表的常規(guī)超硬涂層,在切割速度不高的情況下是加工普通材料的理想涂層。
半硬涂層應(yīng)用于模具上,最常見的是各類常溫沖壓模具上;如下圖,冷沖頭在鍍膜后壽命往往能達到原來的2-3倍。
硬質(zhì)涂層能應(yīng)用于各類需要機械接觸的耐蝕耐磨零件上,如在GCr15軸承環(huán)上鍍CrN涂層,中性鹽霧試驗到300h,能夠取代不環(huán)保的電鍍硬鉻工藝,同時表面硬度更高。
在半硬涂層中,有一類摩擦系數(shù)小于0.2(一般硬質(zhì)涂層摩擦系數(shù)0.6-0.8)的,叫做固體潤滑涂層。低的摩擦系數(shù)能使切屑迅速離開刀具表面,減少切屑和刀具間的摩擦,降低切削熱和摩擦力;其代表為類金剛石(DLC)和WNx涂層,可應(yīng)用于刀具、軸承和活塞環(huán)等需減摩的零件中。
高端裝飾涂層
PVD硬質(zhì)涂層還可以作為裝飾性涂層,通過調(diào)整工藝可制備不同顏色,廣泛應(yīng)用在各類衛(wèi)浴和高端五金件上而獲得美觀的外表,不僅具有良好的耐腐蝕性(中性鹽霧試驗可超過300小時),還具有良好的耐磨性,不易磨損和刮花,能長時間保持表面的高質(zhì)量。
獲得的部份zhuanli