PVD涂层加工超细颗粒硬质合金技术及其最新加工实例

    PVD涂层加工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。

   PVD涂层加工技术在高速钢刀具领域的成功应用，引起了极大的关注在世界各地，人们都在竞相开发的同时，高性能，高可靠性的纳米涂层设备，还以扩大其应用领域更深入的研究，尤其是在硬质合金，陶瓷刀具在该领域的应用。与CVD涂层工艺相比，模具PVD涂层工艺纳米处理温度低，在600℃以下对刀具材料的抗弯强度没有任何影响;在膜内部的压应力是更适合的硬质合金刀具涂布有复杂的PVD涂层工艺的类型没有不利的环境与绿色产业发展的电流方向的影响，管线;

此外，模具涂层随着高速加工时代的到来，高速钢刀具的应用比例下降，硬质合金，陶瓷刀具增加了应用程序的比例成为必然，而从90年代初期，因此工业国家开始工作在纳米涂层技术的PVD硬质合金刀具，九十年代中期，硬质合金刀具PVD纳米涂层技术取得了突破性的进展，常用的硬质合金立铣刀，钻头，阶梯钻，钻孔，铰刀，丝锥，可转位铣刀片，形工具，焊接工具等的涂覆方法。 

     PVD涂层技术能够广泛应用于各类磨损、咬合、腐蚀、粘着、融合等而导致失效的东西、模具、机械零件、医疗器械等。其中，因磨损导致的失效的商品（如：冲裁、冷镦、粉末成型等）涂层后可增加使用寿命2-20倍以上；因咬合导致商品或模具的拉伤疑问（如：引伸模、拉伸模、翻边模等），涂层后能够从根本上予以处理。

]        针对不一样的模具如塑胶模、五金冲压模、压铸模、模具配件、成型模等和机械耐磨、耐蚀零件等高需求五金制品所选用的PVD模具涂层技术，可明显进步商品外表硬度、耐磨性、耐蚀性、耐热性以及润滑性；并能便利脱膜，大大提高模具、零件的质量如外表粗糙度、耐磨性不好、精度下降和使用寿命等，使模具具备出色的性能和出产效率。

        在模具的使用过程中，前期失效经常出现。失效的因数通常是磨损、腐蚀、交融、粘着等。这个难题不单是拖延生产周期，也大大增加了生产成本，进而影响企业竞争力。为此，业界推出不一样的处理方法与技术，而PVD模具涂层外表处理技能是倍受青睐的计划，可以最有效的解决模具的损耗与精度问题。

      PVD涂层加工技术出现于20世纪70年代末期，由于可以控制在500℃以下的纳米涂层处理过程的温度，所以最终的治疗过程可以用作涂层高速钢切削工具。 PVD纳米涂层技术，可大大提高高速钢刀具，所以迅速的推广应用该技术在八十年代。八十年代末工业的高速钢切削工具开发的PVD涂层的比例已经超过60％，被广泛应用。 

       模具PVD涂层技术在高速钢刀具领域的成功应用，引起了极大的关注在世界各地，人们都在竞相开发的同时，高性能，高可靠性的纳米涂层设备，还以扩大其应用领域更深入的研究，尤其是在硬质合金，陶瓷刀具在该领域的应用。与CVD涂层工艺相比，PVD涂层工艺纳米处理温度低，在600℃以下对刀具材料的抗弯强度没有任何影响;在膜内部的压应力是更适合的硬质合金刀具涂布有复杂的PVD涂层工艺的类型没有不利的环境与绿色产业发展的电流方向的影响，管线;此外，模具涂层随着高速加工时代的到来，高速钢刀具的应用比例下降，硬质合金，陶瓷刀具增加了应用程序的比例成为必然，而从90年代初期，因此工业国家开始工作在纳米涂层技术的PVD硬质合金刀具，九十年代中期，硬质合金刀具PVD纳米涂层技术取得了突破性的进展，常用的硬质合金立铣刀，钻头，阶梯钻，钻孔，铰刀，丝锥，可转位铣刀片，形工具，焊接工具等的涂覆方法。 

      而在中国，引进的纳米涂层技术城外不久，自主研发更新尚未成熟的条件下，所以相对于国外先进的纳米涂层相比还有一定的差距，需要投入更多的资金，精力来更新，新的，先进的纳米涂层技术，管理流程的发展，以提升我们的涂料行业的竞争力。

PVD涂层技术对模具表面涂层的益处可以从以下几个方面来谈谈： 

1，提高模具表面耐磨性，使其硬度变的更高； 

2，PVD涂层的摩擦系数低，致使它的润滑性很好，塑料产品更容易脱膜，五金更易成型； 

3，一些产品需要经过酸性原料，通过PVD涂层技术使模具抗化学腐蚀能力大大提高； 

4，PVD涂层的高抗氧化能力极强，这就表明PVD涂层可以在很高的温度使用； 

5，PVD涂层很薄，其厚度一般都在1-4μm，这样就不影响产品的尺寸，产品就不需要做后续的加工处理，提高了工作效率。