Tendința de dezvoltare a acoperirii PVD

Actuala dezvoltare a tehnologiei PVD de acoperire în lume are următoarele patru tendințe majore.

1. Compoziția de acoperire va avea tendința de a fi diversificată și compusă

Prima generație de acoperiri PVD a fost, în principal, TiN. Pe această bază s-au dezvoltat TiC, TiCN, ZrN, CrN, WC și alte acoperiri metalice unice. Odată cu dezvoltarea în continuare a tehnologiei de depunere PVD, învelișurile din aluminiu pe bază de aluminiu, cum ar fi TiAIN și TiAICN, au fost dezvoltate unul după altul. Rezistența la uzură și duritatea roșie a acestor acoperiri sunt mult mai mari decât acoperirile metalice unice și pot fi utilizate pentru o viteză mai mare de tăiere, cum ar fi hobbing (până la 150m / min). Mai târziu, oamenii au considerat posibilitatea de a stratifica diferite tipuri de acoperiri pe sculă pentru a exercita avantajele diferitelor acoperiri, cum ar fi TiN + TiCN + TiN, TiN + TiAlN, TiAIN + WC / C etc.

În ultimii ani, tehnologia de acoperire PVD a făcut un nou pas înainte. Multe companii de acoperire au dezvoltat și aplicat tehnologii de acoperire cu impulsuri, cum ar fi tehnologia P3E (Pulse Enhanced Electron Emission) de la Balzers, Elveția. Și tehnologia HIP_ (High Ion Pulse) de la Cemecon, Germania. Ambele tehnologii folosesc electroni pulsati pentru a activa tinta de evaporare a arcului. Deoarece procesul poate funcționa în atmosferă de oxigen, teoretic, prin acest proces pot fi depozitate aproape orice oxid de metal (de ex., A12O3, ZrO2, Cr2O3, Ta2O5, etc.) și acoperirile compuse ale acestora.

2. Dezvoltarea aplicațiilor de acoperire este mai bine orientată

Pentru a răspunde diferitelor cerințe de aplicare, proiectarea și dezvoltarea straturilor de acoperire sunt tot mai vizate. Pentru a satisface caracteristicile și cerințele diferitelor domenii de aplicare, cum ar fi găurirea, frezarea, hobbingul uscat, ștanțarea, desenul etc., sunt dezvoltate acoperiri cu avantaje relative în acest sens. După eforturi și încercări continue s-au realizat succese în anumite domenii, cum ar fi aplicarea acoperirilor TiX de aluminiu (Al: Ti-2: 1) de înaltă calitate pe frezare, acoperire non-Ti AICrN pe hobbing uscat de mare viteză, compozit strat de acoperire CrN + TISIN pe foraj, acoperire compozit TIN + TCX pe mucegai desen. Durata de viață a acestora este semnificativ mai bună decât alte acoperiri. În plus, sunt aplicate pe scară largă diferite acoperiri vizate pentru rezistența la coroziune (acoperire cu Crx), "auto-lubrifiere (acoperire WC / C), prelucrare a materialelor moi (acoperire MoS2) și prelucrare mare a materialelor dure (CBN, acoperire Dimond). cu dezvoltarea continuă a tehnologiilor de acoperire PVD, vor fi dezvoltate în continuare noi straturi de acoperire care să le înlocuiască.

3. Particulele depuse ale stratului de acoperire au tendința de a avea nano-dimensiuni

Odată cu dezvoltarea nanotehnologiei și a progresului tehnologiei de acoperire, acoperirea cu nano-unelte a atras atenția unui număr mare de cercetători și a companiilor de servicii de acoperire PVD. Nanocristalizarea unor particule depuse ale stratului de acoperire poate îmbunătăți rezistența legăturii dintre acoperire și substrat, în același timp poate reduce rugozitatea suprafeței acoperirii. În prezent, majoritatea particulelor depuse ale stratului de acoperire sunt încă mari. Deși există așa-numitele acoperiri la scară nano, particule mai mari pot fi găsite pe suprafața lor finală, iar suprafața de acoperire este încă dură. Reducerea dimensiunii particulelor depuse ale stratului de acoperire și menținerea stabilității procesului pentru a evita particulele anormale mari vor deveni o altă direcție de dezvoltare a stratului de acoperire. Mai ales pentru aplicația pe oglindă, deși unele companii au dezvoltat oglindă, calitatea și stabilitatea sunt slabe și procesul este prea complex. În viitor, nanocristalizarea suprafețelor de acoperire și nanometrizarea grosimii stratului de acoperire va fi direcția principală de dezvoltare, care are o mare importanță pentru îmbunătățirea performanței generale a stratului de acoperire și pentru reducerea stresului între straturi și va crește netezirea feței oglinzii și extinde în continuare aplicarea acoperirilor în industria de formare a preciziei.

4. Temperatura procesului de acoperire devine mai mică și mai mică

Din temperatura de depunere în jur de 1000 ° C pentru stratul de acoperire CVD general la aproximativ 500 ° C pentru acoperirile PVD și PECVD, temperatura de depunere a stratului de acoperire a fost redusă. Prin urmare, gama de aplicare a stratului de acoperire este de asemenea mărită, dar temperatura de depunere în jur de 500 ° C are încă un efect advers asupra piesei de prelucrat, cum ar fi deformarea și reducerea durității substratului. Prin urmare, cerințele speciale sunt cerute pentru tratarea prealabilă a piesei de prelucrat. De exemplu, temperatura temperaturii piesei de prelucrat nu trebuie să fie mai mică decât temperatura de acoperire. Temperaturile de acoperire scăzute, cum ar fi temperaturile de acoperire sub 200 ° C, vor elimina aceste limitări, ceea ce face mai multe tipuri de materiale disponibile pentru acoperire și alegerea tratamentului termic timpuriu mai flexibilă. În același timp, aplicarea straturilor de temperatură joasă va reduce și consumul de energie al echipamentului de acoperire și va avea un anumit efect de protecție a mediului în conservarea energiei. În plus, reducerea temperaturii de acoperire va reduce timpul de încălzire și răcire și apoi va scurta ciclul de livrare a stratului de acoperire. Astfel, acoperirile cu temperatură scăzută vor promova aplicarea și popularizarea stratului de acoperire și vor deveni o direcție importantă de dezvoltare a stratului PVD. În prezent, unele companii de acoperire au dezvoltat acoperire criogenică (temperaturile de acoperire sunt la fel de scăzute ca 250 ° C). Cu toate acestea, din cauza instabilității procesului și a lipsei de aderență dintre stratul de acoperire și substrat, nu au fost făcute aplicații substanțiale și este nevoie de mai multe îmbunătățiri.