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    PVD涂層加工有什么要求
    發布時間:2019-04-18 瀏覽:

    PVD涂層加工有什么要求


      PVD涂層加工技術廣泛應用于航天航空、汽車、機床、化工機械、船舶制造、動力設備、五金工具、醫療器械、標準件制造等領域。工具(刀具)涂層后,可提高使用壽命3-10倍,可提切削效率30%以上,模具涂層后,可大幅降低修模次數,提高模具的脫模性,保證加工精度,從而達到提高模具使用壽命的目的。采用特殊涂層的工模具具有防酸、防腐、耐高溫的性能,以應對各種特殊使用環境。

      

      PVD是英文Physical Vapor Deposition的縮寫,中文意思是“物理氣相沉積”,是指在真空條件下,用物理的方法使材料沉積在被鍍工件上的薄膜制備技術。PVD鍍膜技術的應用主要分為裝飾鍍和工具鍍:

      

     ?、傺b飾鍍的目的主要是為了改善工件的外觀裝飾性能和色澤,同時使工件更耐磨耐腐蝕延長其使用壽命,這方面主要應用五金行業的各個領域,如門窗五金、鎖具、衛浴五金等行業。

      

     ?、诠ぞ咤兊哪康闹饕菫榱颂岣吖ぜ谋砻嬗捕群湍湍バ?,降低表面的摩擦系數,提高工件的使用壽命,這方面主要應用在各種切削刀具(如車刀、銑刀、鉆頭、鋸片)等產品中。

      

      2、PVD鍍膜的具體原理

      

      離子鍍膜(PVD鍍膜)技術,其原理是在真空條件下,采用低電壓、大電流的電弧放電技術,利用氣體放電使靶材蒸發并使被蒸發物質電離,在電場的作用下,使被蒸發物質或其反應產物沉積在工件上。

      

      3、PVD鍍膜能夠鍍出如下的膜層種類

      

      PVD鍍膜技術是一種能夠真正獲得微米級鍍層且無污染的環保型表面處理方法,它能夠制備各種單一金屬膜(如鋁、鈦、鋯、鉻等)、氮化物膜(TiN[鈦金]、ZrN〔鋯金〕、CrN、TiAlN)和碳化物膜(TiC、TiCN),以及氧化物膜(如TiO等)。

      

      4、PVD鍍膜膜層的厚度

      

      PVD鍍膜膜層的厚度為微米級,厚度較薄,一般為0.1μm~5μm,其中裝飾鍍膜膜層的厚度一般為0.1μm~1μm,因此可以在幾乎不影響工件原來尺寸的情況下提高工件表面的各種物理性能和化學性能,并能夠維持工件尺寸基本不變,鍍后不須再加工。

      

      5、PVD鍍膜能夠鍍出膜層的顏色有如下多種

      

      目前能夠做出的膜層的顏色有深金黃色,淺金黃色,咖啡色,古銅色,灰色,黑色,灰黑色,七彩色等。通過控制鍍膜過程中的相關參數,可以控制鍍出的顏色。


    6、PVD涂層加工的特性

      

     ?、儆捕?涂層帶來的高表面硬度是提高刀具壽命的最佳方式之一。一般而言,材料或表面的硬度越高,刀具的壽命越長。氮碳化鈦(TiCN)涂層比氮化鈦(TiN)涂層具有更高的硬度。由于增加了含碳量,使TiCN涂層的硬度提高了33%,其硬度變化范圍約為Hv3000~4000。

      

     ?、谀湍バ?耐磨性是指涂層抵抗磨損的能力。雖然某些工件材料本身硬度可能并不太高,但在生產過程中添加的元素和采用的工藝可能會引起刀具切削刃崩裂或磨鈍。

      

     ?、郾砻鏉櫥?高摩擦系數會增加切削熱,導致涂層壽命縮短甚至失效,而降低摩擦系數可以大大延長刀具壽命。細膩光滑或紋理規則的涂層表面有助于降低切削熱,因為光滑的表面可使切屑迅速滑離前刀面而減少熱量的產生。與未涂層刀具相比,表面潤滑性更好的涂層刀具還能以更高的切削速度進行加工,從而避免與工件材料發生高溫熔焊。

      

     ?、苎趸瘻囟?氧化溫度是指涂層開始分解時的溫度值。氧化溫度值越高,對在高溫條件下的切削加工越有利。雖然TiAlN涂層的常溫硬度也許低于TiCN涂層,但事實證明它在高溫加工中要比TiCN有效得多。TiAlN涂層在高溫下仍能保持其硬度的原因在于可在刀具與切屑之間形成一層氧化鋁,氧化鋁層可將熱量從刀具傳入工件或切屑。

      

     ?、菘拐辰Y性 涂層的抗粘結性可防止或減輕刀具與被加工材料發生化學反應,避免工件材料沉積在刀具上。在加工非鐵族金屬(如鋁、黃銅等)時,刀具上經常會產生積屑瘤,一旦被加工材料開始粘附在刀具上,粘附就會不斷擴大,從而造成刀具崩刃或工件尺寸超差。具有良好抗粘結性的涂層甚至在冷卻液性能不良或濃度不足的加工場合也能起到很好的作用。

      

    8、涂層的成功應用

      

      實現PVD涂層的高性價比應用可能取決于許多因素,但對于每種特定的加工應用而言,通常只有一種或幾種可行的涂層選擇。涂層及其特性的選擇是否正確可能就意味著加工性能明顯提高與幾乎沒有改善之間的區別。切削深度、切削速度和冷卻液都可能對刀具涂層的應用效果產生影響。涂層供應商們正在不斷開發更多的新涂層,以進一步提高涂層的耐高溫、耐摩擦和耐磨損性能。與涂層(刀具)制造商一起驗證最新、最好的刀具涂層在加工中的應用總是一件好事。


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