(优选)涂层技术的发展与应用

磨、耐腐蚀等特性，并有效地解决了刀 刀丝锥上也都获得很好的应用效果随着
具材料中硬度与强度之间的矛盾。
科技的发展，刀具涂层技术将不断提高，
刀具涂层材料也日新月异 。
1. PVD涂层技术的发展现状 2. PVD技术的工作原理和主要技术
2.1 溅射沉积技术原理 2.2 阴极弧蒸发沉积技术原理 3. 刀具PVD涂层技术的应用 3.1 金刚石薄膜 3.2 氮化碳涂层 3.3 TiN,TiC基涂层 4. PVD技术存在的问题 4.1 技术上存在的问题[22] 4.2 涂层设备开发制造上存在的问题 4.3 整体配套性差, 应用基础研究缺乏 5. 未来发展方向
Key Word: PVD Tools coating technology Vapor Nonocomposite structure
前言
现代加工业的飞速发展对模具、刀
数控技术的发展离不开高寿命的切
具及刃具的综合性能提出了越来越高的 削工具刀具自刀具涂层技术从问世以来，
要求，苛刻的服役条件要求以上工具必 刀具的性能得到了很大的改善，对加工
须具备高的硬度、耐磨性、耐热性和足 技术的进步起着非常重要的作用涂层刀
够的韧性和强度。刀具表面涂层技术是 具已经成为现代刀具的标志，西方国家
应市场需求发展起来的一种优质表面改 新型数控机床所用切削刀具中有80%左右
性技术，它不仅能大幅度提高刀具使用 使用涂层刀具，而且随着科技的发展，
寿命，而且能满足现代机械加工高效率、涂层刀具的比例将进一步增加目前在制
关键词 PVD 刀具涂层 溅射 纳米复合结构
The Development And Application Of PVD Coating Technology For Tools
Huangjian (Institute of Manufacturing Technology, Guangdong University
PVD技术有以下几种类型: 1.阴极电弧法(CathodeArcDeposition) 2.热阴极法(Hot CathodePlating)
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3.磁控溅射法(MagnetronSputter Plating) 4.磁控溅射附加阴极电弧法
CVD刀具涂层最常用的四种材料：TiN、TiC、TiCN（中温或高温）、 A性l2：O3沉，积实温际度应低用，中在的5涂00层℃一以般下仅对限刀于具上材述料涂的层抗的弯组强合度。没PV有D影涂响层；优薄越 膜内部为压应力，更适合于硬质合金精密复杂类刀具的涂层；PVD工 艺对环境无不良影响，符合目前绿色工业的发展方向。
Of Technology, Guangzhou 510006)
ABSTRACT: Physical vapor deposition (physical vapor deposition, PVD) is the use of a physical process, such as thermal evaporation of the material or subject to the phenomenon of particle bombardment, the surface atoms of a substance such as sputtering, depositing a coating from a source material to a controllable transfer material atoms process, which is deposited on the scale of the molecules, atoms level. PVD coating technology with low deposition temperature, the substrate can be prepared multilayer nanocomposites structure, environment friendly and so on . In this paper, a brief overview of the PVD coating technology for tools development, operating principles and its application.
高精度、高可靠性的要求，因此该技术 造业所用硬质合金刀具上采用较多的涂
与材料、加工工艺并称为切削刀具制造 层有TiN、TiC、TiCN、TiAlN以及新出现
的三大关键技术。在刀具表面沉积高硬 的TiCrAlN、CrSiAlN涂层等等，刀具寿
度或低摩擦系数的涂层能改善刀具的耐 命明显提高另外涂层在钻头铰刀齿轮滚
1.PVD涂层技术的发展现状
物理气相沉积 （PhysicalVapourDeposition--PVD）和 化 学 气 相 沉 积 （ Chemical VapourDeposition—CVD ） 被 广 泛 应 用 于刀具涂层。
CVD技术是利用气态的先驱反应物， 通过原子、分子间反应生成固态涂层的 技术。CVD的涂层材料是由反应气体通 过化学反应而实现的，对反应物和生成 物的选择具有一定的局限性。CVD和热 生长过程中，化学反应需要通过热效应 来实现，因而涂层制备过程中基体所处 的环境温度一般较高，这在很大程度上 限制了基体材料的选取。对于刀具材料 来说，CVD涂层目前只适用于硬质合金 刀具，且因为其高的沉积温度导致涂层 沉积后硬质合金的强度、韧性出现一定 程度的下降。
（优选）涂层技术的发展与应用
摘要 物理气相沉积（physical vapor deposition, PVD）是利用 某种物理过程，如物质的热蒸发或受到粒子轰击时物质表 面原子的溅射等现象，实现物质原子从源物质到沉积涂层 的可控转移过程，是在分子、原子的尺度上沉积涂层。 PVD涂层技术具有沉积温度低、对基体影响小、能制备多 层复合纳米涂层结构、绿色环保等特点。本文主要对刀具 PVD涂层技术的发展、工作原理以及其应用做一个简要的 概述。