Udviklingstrend af PVD Coating

Den nuværende udvikling af PVD belægningsteknologi i verden har følgende fire store tendenser.

1. Belægningssammensætningen vil have en tendens til at være diversificeret og sammensat

Den første generation af PVD-belægninger var hovedsagelig TiN. På dette grundlag blev TiC, TiCN, ZrN, CrN, WC og andre enkeltmetalovertræk udviklet. Med den videre udvikling af PVD-deponeringsteknologi blev aluminiumbaserede legeringer af flere metallegeringer som TiAIN og TiAICN udviklet efter hinanden. Slidstyrken og den røde hårdhed af disse belægninger er meget højere end enkeltmetalovertræk, og de kan bruges til højere snithastigheder, som f.eks. Hobbing (op til 150m / min). Senere betragtede folk muligheden for at lægge forskellige slags belægninger på værktøjet for at udnytte fordelene ved forskellige belægninger, såsom TiN + TiCN + TiN, TiN + TiAlN, TiAIN + WC / C osv.

I de senere år har PVD-belægningsteknologien taget et andet skridt fremad. Mange coatingfirmaer har udviklet og anvendt pulserende belægningsteknologier, såsom P3E (Pulse Enhanced Electron Emission) teknologi fra Balzers, Schweiz. Og HIP_ (High Ion Pulse) teknologi fra Cemecon, Tyskland. Begge disse nye teknologier bruger pulserede elektroner til at aktivere lysdæmpningsdimensionen. Da processen kan fungere i oxygenatmosfære, så kan teoretisk set næsten ethvert metaloxid (f.eks. A12O3, Zr02, Cr203, Ta2O5 osv.) Og deres sammensatte belægninger aflejres ved denne fremgangsmåde.

2. Applikationsudvikling af belægninger er mere målrettet

For at imødekomme forskellige applikationskrav er design og udvikling af belægninger i stigende grad målrettet. For at opfylde karakteristika og krav til forskellige anvendelsesområder, såsom boring, fræsning, tør hobbing, stempling, tegning mv, udvikles belægninger med relative fordele i denne henseende. Efter kontinuerlige bestræbelser og forsøg er der opnået succes på visse områder, såsom anvendelse af højt aluminiums TiX (Al: Ti-2: 1) belægninger på fræsning, ikke-Ti belægning AICrN på højhastighedstørrende hobbing, kompositmaterialet belægning CrN + TISIN på boring, kompositbelægning TIN + TCX på tegningsform. Overfladens levetid er betydeligt bedre end andre belægninger. Derudover anvendes forskellige målrettede belægninger til korrosionsbestandighed (Crx-belægning), "selvsmørende (WC / C-belægning), blødt materialeforarbejdning (MoS2-belægning) og høj hårdmaterialebearbejdning (CBN, Dimond belægning). Med den fortsatte udvikling af PVD belægningsteknologier vil nye målte belægninger fortsat udvikles til at erstatte dem.

3. De aflejrede partikler af belægningen har tendens til at være nanostørrelse

Med udviklingen af nanoteknologi og fremskridt inden for belægningsteknologi har nano-værktøjsbelægning også tiltrukket et stort antal forskere og PVD-coating servicefirmaer. Nanokrystallisationen af de aflejrede partikler af belægningen kan forøge bindestyrken mellem belægningen og substratet, samtidig med at den kan reducere overfladens rude af belægningen. I øjeblikket er de fleste af belægningens aflejrede partikler stadig store. Selvom der er såkaldte nanokalibreringer, kan der stadig findes større partikler på deres endelige overflade, og belægningsoverfladen er stadig grov. Reduktion af størrelsen af de aflejrede partikler af belægningen og opretholdelse af processtabiliteten for at undgå de store unormale partikler bliver en anden udviklingsretning af belægningen. Specielt til applikation på spejlflade, selvom nogle virksomheder udviklede spejlbelægning, er kvaliteten og stabiliteten ringe, og processen er for kompleks. I fremtiden vil nanokrystallisationen af overtrækspartiklerne og nanometeriseringen af overtrækslagets tykkelse være den vigtigste udviklingsretning, hvilket er af stor betydning for at forbedre belægningens overordnede ydeevne og reducere stress mellem lagene, og det vil øge glathed i spejlfladen og yderligere udvider anvendelsen af belægninger i præcisionsdannende industri.

4. Belægningsprocessens temperatur bliver lavere og lavere

Fra aflejringstemperaturen omkring 1000 ° C for almindeligt CVD-belægningslag til ca. 500 ° C for PVD- og PECVD-belægningerne er belægningens aflejringstemperatur blevet reduceret. Derfor er anvendelsesområdet for overtrækslaget også forstørret, men aflejringstemperaturen omkring 500 ° C har stadig en negativ virkning på emnet, såsom deformation og reducerende hårdhed af substratet. Derfor kræves der specielle krav til forvarmebehandlingen af det overtrukne emne. For eksempel må temperaturen på emnet ikke være lavere end belægningstemperaturen. Lavere temperaturbelægninger, såsom belægningstemperaturer under 200 ° C, vil fjerne disse begrænsninger, hvilket gør flere typer materialer tilgængelige til belægning, og udvælgelsen af tidlig varmebehandling er mere fleksibel. Samtidig vil anvendelsen af lavtemperaturbelægninger også reducere energiforbruget af belægningsudstyr og have en vis miljøbeskyttelsesvirkning ved energibesparelse. Desuden vil reduktionen af belægningstemperaturen reducere opvarmnings- og afkølingstiden og derefter forkorte overføringscyklusen af belægningen. Så lavtemperatur belægningerne vil fremme anvendelsen og popularisering af belægningen, og det bliver en vigtig retning for PVD belægning udvikling. På nuværende tidspunkt har nogle coatingvirksomheder udviklet kryogencoating (belægningstemperaturer er så lave som 250 ° C). På grund af processtabilitet og dårlig vedhæftning mellem belægningen og substratet er der dog ikke foretaget væsentlige anvendelser, og det har brug for flere forbedringer.