PVD涂层超细颗粒硬质合金的进步最为明显

    在各种刀具材质中，PVD涂层超细颗粒硬质合金的进步最为明显。其优异的性能大幅推动了模具和汽车零部件等钻削加工技术的发展。到目前为止，在以CVD硬质合金材质刀具为主流的车削加工中也发挥了出色的性能。下面介绍PVD涂层超细颗粒硬质合金技术及其最新加工实例。 

    超细颗粒硬质合金 

    硬质合金是将主要成分WC（碳化钨，高硬度脆性材料）分散在Co（钴，低硬度高韧性材料）中制成的复合材料，是一种兼顾硬度与抗弯强度的硬质材料。目前的切削刀具用材料中，在硬质合金上通过CVD（化学涂层法）、PVD（物理涂层法）涂覆可承受高速切削的Al2O3或（Ti、Al）N等涂层的硬质合金涂层材料占据主要位置。 

    Co含量和WC颗粒大小等要素决定了硬质合金的性质。Co含量越少，硬质合金的硬度、抗压强度、刚性越高，但同时抗冲击值越低；WC颗粒越小，硬质合金的硬度、抗弯强度越高，但同时其韧性值越低。

    超细颗粒硬质合金是为同时进步硬度和抗弯强度而开发的合金材料，与普通硬质合金材料相比，在硬度相同时具有强度更高、在强度相同时具有硬度更高的特点。普通硬质合金的WC颗粒为1～6μm左右，超细颗粒硬质合金的WC颗粒则仅为0.6μm左右，由于WC颗粒非常微小，所以四周起粘结作用的Co成分的厚度较薄，同时，因折断起始尺寸小，使抗弯强度较高。超细颗粒硬质合金最初用于小直径钻头、立铣刀等整体硬质合金刀具，最近也开始用于可转位刀片。但是，固然超细颗粒硬质合金在低温下显示出优异的特性，但在高温状态下轻易出现塑性变形，在切削速度高的情况下使用时，有时会产生塑性变形、磨损增大等现象，应予以留意。 

    随着近几年粉末制造企业的微细WC粉末制造技术及硬质合金制造商与合金制造相关的微粒化技术的突飞猛进，粒径为0.4μm左右的WC超细颗粒硬质合金也已面市。 

    刀具PVD涂层的方法还有很多，如表面离子注人法、电刷镀法、溶胶凝胶法、烧结涂层法等。各种方法都具有其优越性和局限性。刀具涂层时要考虑的主要问题有：

（1）涂层方法的选择。

（2）涂层材料的选择。

（3）涂层与基体材料的匹配。

 (4)涂层厚度的选择。

 (5)涂层与基体的相容性和结合力，高温下涂层与基体的相互作用和扩散等。 

 (6)涂层条件、工艺参数、涂层前基体预处理等。

    PVD涂层刀具PVD涂层法起步较晚，但发展很快，其工艺按基本原理可分为反应离子沉积法和反应溅射法等。工件表面通过离子轰击而得到净化，涂层材料则溶化而雾化，并在等离子区电离，沉积于被涂层的材料上。PVD法的沉积温度比CVD法低，约为300～500°C。因而与CVD法相比，PVD法有很多优点。PVD涂层纯度高，致密性好，涂层与基体结合牢固，涂层性能不受基体材质的影响。近年来PVD法受到了格外重视。

    PVD涂层其优异的性能大幅推动了模具和汽车零部件等钻削加工技术的发展

PVD涂层在各种刀具材质中，PVD涂层超微粒硬质合金的进步最为明显。其优异的性能大幅推动了模具和汽车零部件等钻削加工技术的发展。

PVD涂层技术广泛应用于航天航空、汽车、机床、化工机械、船舶制造、动力设备、五金工具、医疗器械、标准件制造等领域。工具（刀具）涂层后，可提高使用寿命3-10倍，可提切削效率30%以上，模具涂层后，可大幅降低修模次数，提高模具的脱模性，保证加工精度，从而达到提高模具使用寿命的目的。采用特殊涂层的工模具具有防酸、防腐、耐高温的性能，以应对各种特殊使用环境。

真空电镀PVD涂层的基本原理 惰性气体或反应气体电离为气体离子，气体离子因靶（所谓靶是IP电

镀的消耗材料）的负电位形成定向运动，轰击固体靶材表面进行能量

交换，使靶材获得能量溅射出靶原子或分子，在电场加速运动下产生

物理气象沉积（PVD涂层）于所电镀产品表面，形成电镀层。