刀具钝化喷砂机在PVD、CVD刀具钝化中的优势

刀具涂层技术目前分为两大类，即化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）技术。

2.1 物理气相沉积（PVD）技术的发展

习惯上，把固体(液态)镀料通过高温蒸发、溅射、电子束、等离子体、激光束、电弧等能量形式产生气 相原子、分子、离子(气态，等离子态)进行输运，在固态表面上沉积凝聚，生成固相薄膜的过程称为物理 气相沉积(PVD)。 物理气相沉积（PVD）技术产生于上世纪七十年代末，因为它的工艺温度控制在 500℃以下， ，可作为* 终处理工艺用于高速钢类刀具的涂层。PVD 技术大大提高了高速钢刀具切削性能，该项技术与八十年代得 到迅速推广。八十年代后期，一些发达国家 PVD 涂层高速钢刀具比例已占市场已超过了 60%。 高速钢刀具成功应用 PVD 技术，引起了世界各国的青睐与重视，各国研究者在不断开发高的性能、高可 靠性涂层装备的同时，也对其应用领域进行了更加深入的研究，以进行扩大，特别是在硬质合金刀具、陶 瓷刀具方面的应用。与 CVD 涂层技术相比，PVD 技术的处理温度低，刀具材料抗弯强度通常温度在 600℃ 以下不会产生影响；薄膜的内部为压应力，因此，适合涂层硬质合金精密复杂类刀具，PVD 技术对环境不 会产生不利影响，更加符合绿色工业发展的方向。伴随着高速加工时代的到来，硬质合金刀具、陶瓷刀具 使用的比例必然上升，高速钢刀具使用的比例必然下降。因此，一些发达国家在九十年代初便将重心转向 硬质合金刀具 PVD 涂层技术的研究，九十年代中期，PVD 涂层技术在硬质合金刀具上的应用已取得了突 破性的进展，当时已普遍在铣刀、铣刀片、各种钻头、铰刀、丝锥、等的刀具上应用。 从大的方面来看，现在国际上的 PVD 涂层技术大致可分成真空蒸镀、溅射、离子镀，但从这三种主要的 镀膜技术衍生出了各式各样的新技术。伴随着 PVD 技术的进一步发展，科学家们把离子束、等离子体引入 到 PVD 涂层技术上，同时通入某些反应气体，由化学反应来制备金属镀层，因此，当前的 PVD 涂层技术 已不是原先单纯的物理制备过程，PVD 涂层技术和 CVD 涂层技术已经相互交融。单一的涂层材料显然无 法满足综合刀具机械性能的要求，无法被市场接受，涂层材料正向着多元不断的发展。为实现不同的高性

能切削加工的要求，涂层的成分将会更为复杂，更具针对性，单一层的涂层也会越来越薄，有的涂层已趋 向纳米化，而涂层的温度将越来越低，刀具涂层工艺正向着更加科学的方向不断发展，按照趋势，PVD 技 术、MT-CVD 技术将会成为国际主流。 我国的物理涂层技术开始于八十年代初期，在八十年代中期研究出高速钢刀具 TiN 涂层工艺技术以及中 小型空心阴极离子镀膜机。由于我国刀具涂层市场前景较好，国内有七家刀工具厂商引入了大型 PVD 涂层 设备。 进口设备及技术的引进， 引起了国内物理涂层技术的研发热潮， 终于在九十年代初研制出出多种 PVD 设备。可是因为研发大多数的设备性能较差，无法保证刀具涂层工艺，致使预期的经济效益也没有实现， 这导致了很多企业放弃了物理刀具涂层技术的研究。 近 10 年国内的 PVD 涂层技术在一个停滞不前的状况。 在这以后，我国的 PVD 涂层技术也有了一定的进展，比如在九十年代末期，我国研制出了多元复合硬质合 金 TiN-TiCN-TiN PVD 涂层工艺技术， 以及 CNx 涂层技术， 但是这些技术和国际先进水平相比， 我国的 PVD 涂层技术落后了 10 年左右。现在，国际先进的 PVD 技术已发展到了第 4 代，我国处在第二代，仍是以单 层的 TiN 涂层为主。

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