Тенденция на развитие на PVD покритие

Настоящото развитие на PVD покритието технология в света има следните четири основни тенденции.

1. Съставът на покритието ще бъде склонен да бъде разнообразен и композитен

Първото поколение PVD покрития е главно TiN. На тази основа бяха разработени TiC, TiCN, ZrN, CrN, WC и други единични метални покрития. С по-нататъшното развитие на технологията на отлагане на PVD, алуминиевите многометални легирани покрития като TiAIN и TiAICN се развиват един след друг. Издръжливостта на износване и червената твърдост на тези покрития са много по-високи от отделните метални покрития и могат да се използват за по-висока скорост на рязане, като например наклон (до 150m / min). По-късно хората обмислят възможността да сложат различни видове покрития върху инструмента, за да се възползват предимствата на различни покрития като TiN + TiCN + TiN, TiN + TiAlN, TiAIN + WC / C и др.

През последните години технологията за PVD покритие е направила още една крачка напред. Много компании за покрития са разработили и прилагат импулсни технологии за нанасяне на покрития, като например технологията P3E (Pulse Enhanced Electron Emission) от Балзер, Швейцария. И технологията HIP_ (High Ion Pulse) от Cemecon, Германия. И двете нови технологии използват импулсни електрони за активиране на целта за изпаряване на дъгата. Тъй като процесът може да работи в кислородна атмосфера, теоретично почти всеки метален оксид (напр. A1203, ZrO2, Cr2O3, Ta2O5 и т.н.) и техните съставни покрития могат да се депозират по този метод.

2. Разработването на нанасянето на покрития е по-целенасочено

За да се отговори на различните изисквания за приложение, проектирането и разработването на покрития са все по-целенасочени. За да се задоволят характеристиките и изискванията на различните области на приложение, като пробиване, фрезоване, сушене, щамповане, рисуване и т.н., се разработват покрития с относителни предимства в това отношение. След непрекъснати усилия и опити се постигат успехи в някои области, като например нанасянето на висококачествени алуминиеви TiX (Al: Ti-2: 1) покрития при смилане, AICrN без Ti покритие при високоскоростно сухо отнемане, нанасяне на покритие CrN + TISIN върху пробиване, комбинирано покритие TIN + TCX върху матрицата. Повърхностният им живот е значително по-добър от другите покрития. В допълнение, широко се прилагат различни целеви покрития за корозионна устойчивост (Crx покритие), "самосмазващи (WC / C покрития), обработка на меки материали (MoS2 покритие) и обработка с високо твърди материали (CBN, Dimond покритие). с непрекъснатото развитие на технологиите за PVD покритие ще продължат да се разработват нови целеви покрития, които да ги заменят.

3. Депозираните частици на покритието са с нано размери

С развитието на нанотехнологиите и напредъка на технологията за нанасяне на покрития, покритието с нано-инструмент също привлича вниманието на голям брой изследователи и компании за PVD покритие. Нанокристализацията на отложените частици от покритието може да повиши якостта на свързване между покритието и субстрата, като в същото време може да намали повърхностната грапавост на покритието. Понастоящем повечето депозирани частици на покритието са все още големи. Въпреки че има така наречените наномащабни покрития, по-големи частици все още могат да бъдат намерени на тяхната крайна повърхност и покривната повърхност е все още груба. Намаляването на размера на отложените частици на покритието и запазването на стабилността на процеса, за да се избегнат големи анормални частици, ще се превърне в друга посока на развитие на покритието. Особено за приложението на огледално лице, въпреки че някои фирми развиха огледално покритие, качеството и стабилността са лоши и процесът е твърде сложен. В бъдеще нанокристализацията на покриващите частици и нанометеризацията на дебелината на покриващия слой ще бъде главната посока на развитие, която е от голямо значение за подобряване на цялостната производителност на покритието и намаляване на напрежението между слоевете и ще увеличи гладкостта на огледалното лице и допълнително разширява приложението на покрития в прецизно формиращата промишленост.

4. Температурата на процеса на нанасяне на покритието става все по-ниска

От температурата на отлагане около 1000 ° С за общия CVD покривен слой до около 500 ° С за PVD и PECVD покритията, температурата на отлагане на покритието е намалена. Следователно, обхватът на нанасяне на покриващия слой също е увеличен, но температурата на отлагане около 500 ° С все още има неблагоприятен ефект върху детайла, като деформация и намаляване на твърдостта на субстрата. Затова се изискват специални изисквания за предварителна термична обработка на обработения детайл. Например температурата на температурата на обработвания детайл може да не е по-ниска от температурата на покритието. Покритията с по-ниска температура, като температури на покритие под 200 ° C, ще премахнат тези ограничения, които правят повече видове материали за покритие, а изборът на ранна топлинна обработка е по-гъвкав. В същото време прилагането на нискотемпературни покрития също ще намали консумацията на енергия на покриващото оборудване и ще има известен ефект на опазване на околната среда за икономия на енергия. Освен това намаляването на температурата на покритието ще намали времето за нагряване и охлаждане и след това ще скъси цикъла на подаване на покритието. Така че нискотемпературните покрития ще насърчат прилагането и популяризирането на покритието и ще се превърнат във важна посока на разработване на PVD покритие. Понастоящем някои компании за покрития са разработили криогенно покритие (температурите на покритие са само 250 ° C). Въпреки това, поради нестабилността на процеса и лошата адхезия между покритието и основата, не са направени съществени приложения и се нуждаят от повече подобрения.