PVD镀钛抛光技术的原理及应用前景

    PVD镀钛抛光技术(物理气相沉积)是相对于CVD(化学气相沉积)来说的。它是一种蒸发镀膜技术，由蒸发、运输、反应、沉积四个物理反应完成材料镀膜的过程，可以说是一种替代电镀的过程。

    PVD镀钛抛光技术(物理气相沉积)承袭了化学气相沉积提高表面性能的优点,并克服了化学气相沉积高温易使材料变形等缺点。要知道，在一般化学气相沉积(CVD)的过程中，基体表面发生化学反应所需能量来源于外界热源对于基体表面的加热作用，因此CVD过程温度很高，容易造成材料本身的变形。

    而物理气相沉积(PVD)不同于化学气相沉积(CVD)，在物理气相沉积(PVD)过程中，基体表面发生化学反应所需能量来源于等离子体粒子或电子束能量等，并且其起到了化学反应中催化剂的作用，可使外界热源对于基体表面的加热作用大大减轻，因此PVD过程温度很低，故产生畸变的风险也大大减少小，从而大大保证了材料表面的完整性，提高了其使用性能，使其PVD涂层的硬度更高，也更耐磨，不易脱落。

涂层刀具

    涂层刀具是近20年出现的一种新型刀具材料，是刀具发展中的一项重要突破，是解决刀具材料中硬度、耐磨与强度、韧性之间矛盾的一个有效措施。涂层刀具是在一些韧性较好的硬质合金或高速钢刀具基体上，涂覆一层耐磨性高的难熔化金属化合物而获得的。常用的涂层材料有TiC、TiN和Al2O3等。本世纪70年代初首次在硬质合金基体上涂覆一层碳化钛(TiC)后，把普通硬质合金的切削速度从80m/min提高到180m/min。1976年又出现了碳化钛-氧化铝双涂层硬质合金，把切削速度提高到250m/min。1981年又出现了碳化钛-氧化铝-氮化钴三涂层硬质合金，使切削速度提高到300m/min。

    在高速钢基体上刀具涂层多为TiN，常用物理气相沉积法(PVD法)涂覆，一般用于钻头、丝锥、铣刀、滚刀等复杂刀具上，涂层厚度为几微米，涂层硬度可达80HRC，相当于一般硬质合金的硬度，耐用度可提高2-5倍，切削速度可提高20%-40%o

    硬质合金的涂层是在韧性较好的硬质合金基体上，涂覆一层几微米至十几微米厚的高耐磨、难熔化的金属化合物，一般采用化学气相沉积法(CVD法)。

    目前各工业发达国家对涂层刀具的研究和推广使用方面发展非常迅速。处于领先地位的瑞典，在车削上使用涂层硬质合金刀片已占到70%-80%，在铣削方面已达到50%以上。但是涂层刀具不适宜加工高温合金、钛合金及非金属材料，也不适宜粗加工有夹砂、硬皮的锻铸件。

    在刀具涂层领域，仍然有很大的市场空间，除了汽车工业这一传统行业外，航空航天、军工、风电也是企业重点关注的市场。此外，虽然今天几乎所有加工行业所使用的刀具都被添加了涂层，但对于其它行业所使用的部件和工具来说，这还远远没有成为一项规则。在其它不同行业的许多部件上采用物理气相沉积涂层，这个潜在市场仍然有极大空间有待开发。物理气相沉积溅射技术已经可以用来在低至100℃的相对较低的温度下沉积涂层，这为这些涂层的使用打开了全新的市场。

     PVD镀钛q技术主要分为三类，真空蒸发镀膜、真空溅射镀和真空离子镀膜。对应于PVD技术的三个分类，相应的真空镀膜设备也就有真空蒸发镀膜机、真空溅射镀膜机和真空离子镀膜机这三种。近十多年来，真空离子镀膜技术的发展是最快的，它已经成为当今最先进的表面处理方式之一。我们通常所说的PVD镀钛 ，指的就是真空离子镀钛;通常所说的PVD镀钛机，指的也就是真空离子镀钛机。

     PVD镀钛(离子镀钛)技术，其具体原理是在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。

     PVD镀钛膜层的特点,采用PVD镀钛技术镀出的膜层，具有高硬度、高耐磨性(低摩擦系数)、很好的耐腐蚀性和化学稳定性等特点，膜层的寿命更长;同时膜层能够大幅度提高工件的外观装饰性能。

     在高温，真空钛金炉内，钛、锆金属。借用惰性气体的辉光放电使金属或合金蒸气离子化，离子经电场加速而沉积带负电荷的不锈钢板上，从而形成色泽丰富艳丽的金属膜

色泽永恒的PVD镀钛

     PVD镀钛涂层不同与传统的电镀等方式，因为其独特的性能，高硬度，防磨檫，不剥落，不褪色，高度防腐，并且不受紫外线影响，因此，PVD镀钛不锈钢是作为一种独特的装饰材料被广泛应用于各种装饰领域

 独特性能

 在烈日下，潮湿及一般的城市环境中保持不褪色

 在紫外线下不会脱皮，不剥落，不掉色

 可以在各种纹路，图案表面上镀许多颜色

 PVD镀膜颜色范围

 金色，黄铜色，玫瑰金色，银白色，黑色，古铜色，紫铜色，蓝色等

 表面特征

 外观：纯金属膜，凝重而华丽的金属光泽

 抗腐蚀和氧化性：不褪色，不易划伤

 通用性：室内外主要的表面装饰工艺

 良好的可塑性：在弯曲90度以上，不易断裂或脱皮及表面檫伤

 耐抗性：硬度系数超过80RC

 耐久性：表面抛光可维持20年以上

 经济性：节约（减少）了一般镀铜（金）板所需清洁磨光的时间和花费，使用一块软布和玻璃清洁剂就可以

 抗破坏性：笔迹和图迹易消除

 环境适应性：防止有害物质的放射