PVD涂层具有沉积速度快和表面清洁的特点

   PVD涂层加工即物理气相沉积，是当前国际上广泛应用的先进的表面处理技术。其工作原理就是在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物质部分离化，在气体离子或被蒸发物质离子轰击作用的同时把蒸发物或其反应物沉积在基底上。它具有沉积速度快和表面清洁的特点，特别具有膜层附着力强、绕射性好、可镀材料广泛等优点。

PVD涂层性能特点

镀膜的属性

·颜色均匀一致

·具生物兼容

镀膜特性

·抗氧化，抗腐蚀。

PVD膜层抵抗力

高度耐磨损，耐刮擦，不易划伤。

可镀材料广泛，与基体结合力强。

高真空离子镀膜技术——对人体和生态环境真正无害。

  “以刀具涂层市场为例，现如今刀具的PVD涂层市场正在迅速地成熟起来，而且已不再是技术驱动。

    目前已有许多种刀具涂层可供选择，包括PVD涂层、CVD涂层以及交替涂覆PVD和CVD的复合涂层等，从刀具制造商或涂层供应商那里可以很容易地 获得这些涂层。本文将介绍一些刀具涂层共有的属性以及一些常用的PVD、CVD涂层选择方案。在确定选用何种涂层对于切削加工最为有益时，涂层的每一种特性都起着十分重要的作用。 

1.涂层的特性 

（1）硬度 

    PVD涂层加工带来的高表面硬度是提高刀具寿命的最佳方式之一。一般而言，材料或表面的硬度越高，刀具的寿命越长。氮碳化钛（TiCN）涂层比氮化钛（TiN）涂层具有更高的硬度。由于增加了含碳量，使TiCN涂层的硬度提高了33%，其硬度变化范围约为Hv3000～4000（取决于制造商）。表面硬度高达Hv9000的CVD金刚石涂层在刀具上的应用已较为成熟，与PVD涂层刀具相比，CVD金刚石涂层刀具的寿命提高了10～20倍。金刚石涂层的 高硬度和切削速度可比未涂层刀具提高2～3倍的能力使其成为非铁族材料切削加工的不错选择。 

（2）耐磨性 

    耐磨性是指涂层抵抗磨损的能力。虽然某些工件材料本身硬度可能并不太高，但在生产过程中添加的元素和采用的工艺可能会引起刀具切削刃崩裂或磨钝。 

（3）表面润滑性 

    高摩擦系数会增加切削热，导致涂层寿命缩短甚至失效。而降低摩擦系数可以大大延长刀具寿命。细腻光滑或纹理规则的涂层表面有助于降低切削热，因为光 滑的表面可使切屑迅速滑离前刀面而减少热量的产生。与未涂层刀具相比，表面润滑性更好的涂层刀具还能以更高的切削速度进行加工，从而进一步避免与工件材料发生高温熔焊。 

（4）氧化温度 

    氧化温度是指涂层开始分解时的温度值。氧化温度值越高，对在高温条件下的切削加工越有利。虽然TiAlN涂层的常温硬度也许低于TiCN涂层，但事 实证明它在高温加工中要比TiCN有效得多。TiAlN涂层在高温下仍能保持其硬度的原因在于可在刀具与切屑之间形成一层氧化铝，氧化铝层可将热量从刀具 传入工件或切屑。与高速钢刀具相比，硬质合金刀具的切削速度通常更高，这就使TiAlN成为硬质合金刀具的首选涂层，硬质合金钻头和立铣刀通常采用这种 PVD TiAlN涂层。 

（5）抗粘结性 

    涂层的抗粘结性可防止或减轻刀具与被加工材料发生化学反应，避免工件材料沉积在刀具上。在加工非铁族金属（如铝、黄铜等）时，刀具上经常会产生积屑 瘤（BUE），从而造成刀具崩刃或工件尺寸超差。一旦被加工材料开始粘附在刀具上，粘附就会不断扩大。例如，用成型丝锥加工铝质工件时，加工完每个孔后丝锥上粘附的铝都会增加，以至最后使得丝锥直径变得过大，造成工件尺寸超差报废。具有良好抗粘结性的涂层甚至在冷却液性能不良或浓度不足的加工场合也能起到 很好的作用。 

2.常用的涂层 

（1）氮化钛涂层（TiN） 

    TiN是一种通用型PVD涂层，可以提高刀具硬度并具有较高的氧化温度。该涂层用于高速钢切削刀具或成形工具可获得很不错的加工效果。 

（2）氮碳化钛涂层（TiCN） 

    TiCN涂层中添加的碳元素可提高刀具硬度并获得更好的表面润滑性，是高速钢刀具的理想涂层。 

（3）氮铝钛或氮钛铝涂层（TiAlN/AlTiN） 

    TiAlN/AlTiN涂层中形成的氧化铝层可以有效提高刀具的高温加工寿命。主要用于干式或半干式切削加工的硬质合金刀具可选用该涂层。根据涂层中所含铝和钛的比例不同，AlTiN涂层可提供比TiAlN涂层更高的表面硬度，因此它是高速加工领域又一个可行的涂层选择。

（4）氮化铬涂层（CrN） 

    CrN涂层良好的抗粘结性使其在容易产生积屑瘤的加工中成为首选涂层。涂覆了这种几乎无形的涂层后，高速钢刀具或硬质合金刀具和成形工具的加工性能将会大大改善。 

（5）金刚石涂层（Diamond） 

    CVD金刚石涂层可为非铁金属材料加工刀具提供最佳性能，是加工石墨、金属基复合材料（MMC）、高硅铝合金及许多其它高磨蚀材料的理想涂层（注 意：纯金刚石涂层刀具不能用于加工钢件，因为加工钢件时会产生大量切削热，并导致发生化学反应，使涂层与刀具之间的粘附层遭到破坏）。 

    适用于硬铣、攻丝和钻削加工的涂层各不相同，分别有其特定的使用场合。此外，还可以采用多层涂层，此类涂层在表层与刀具基体之间还嵌入了其它涂层，可以进一步提高刀具的使用寿命。 

3.涂层的成功应用 

    实现PVD涂层加工的高性价比应用可能取决于许多因素，但对于每种特定的加工应用而言，通常只有一种或几种可行的涂层选择。涂层及其特性的选择是否正确可能就意味着加工性能明显提高与几乎没有改善之间的区别。切削深度、切削速度和冷却液都可能对刀具涂层的应用效果产生影响。 

    由于在一种工件材料的加工中存在着许多变量，因此确定选用何种涂层的最好方法之一就是通过试切。涂层供应商们正在不断开发更多的新涂层，以进一步提高涂层的耐高温、耐摩擦和耐磨损性能。与涂层（刀具）制造商一起验证最新、最好的刀具涂层在加工中的应用总是一件好事。

    请问什么是PVD?

PVD是英文Physical Vapor Deposition的缩写，中文意思是“物理气相沉积”，是指在真空条件下，用物理的方法使材料沉积在被镀工件上的薄膜制备技术。

请问什么是PVD镀膜刀具PVD镀钛? 什么是PVD镀膜机?

PVD(物理气相沉积)技术主要分为三类，真空蒸发镀膜、真空溅射镀膜和真空离子镀膜。

相对于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。

近十多年来，真空离子镀刀具PVD镀钛技术的发展是最快的，它已经成为了当代最先进的表面处理方法之一。 

我们通常所说的PVD镀膜，指的就是真空离子镀膜;通常所说的PVD镀膜机，指的也就是真空离子镀膜机。

请问PVD镀膜的具体原理是什么?

离子镀膜(PVD镀膜)技术，其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电离，在电场的作用下，使被蒸发物质或其反应产物沉积在工件上。

请问PVD镀膜与传统的化学电镀(水电镀)相比有何优点?

PVD镀膜与传统的化学电镀的相同点是，两者都属于表面处理的范畴，都是通过一定的方式使一种材料覆盖在另一种材料的表面。

两者的不同点是：PVD镀膜膜层与工件表面的结合力更大，膜层的硬度更高，耐磨性和耐腐蚀性更好，膜层的性能也更稳定;PVD镀膜可以镀的膜层的种类更为广泛，可以镀出的各种膜层的颜色也更多更漂亮;PVD镀膜不会产生有毒或有污染的物质。

请问PVD镀膜能否代替化学电镀?

在现阶段，PVD镀膜是不能取代化学电镀的，并且除了在不锈钢材料表面可直接进行PVD镀膜外，在很多其他材料(如锌合金、铜、铁等)的工件上进行PVD 镀膜前，都需要先对它们进行化学电镀Cr(铬)。PVD镀膜主要应用在一些比较高档的五金制品上，对那些价格较低的五金制品通常也只是进行化学电镀而不做PVD镀膜。

请问采用PVD镀膜技术镀出的膜层有什么特点?

采用PVD镀膜技术镀出的膜层，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。

请问PVD能在镀在什么基材上?

PVD膜层能直接镀在不锈钢以及硬质合金上，对锌合金、铜、铁等压铸件应先进行化学电镀铬，然后才适合镀PVD。

请问PVD镀膜能够镀出的膜层种类有那些?

刀具PVD镀钛PVD镀膜技术是一种能够真正获得微米级镀层且无污染的环保型表面处理方法，它能够制备各种单一金属膜(如铝、钛、锆、铬等)、氮化物膜(TiN[钛金]、ZrN〔锆金〕、CrN、TiAlN)和碳化物膜(TiC、TiCN)，以及氧化物膜(如TiO等)。

请问PVD镀膜膜层的厚度是多少?

PVD镀膜膜层的厚度为微米级，厚度较薄，一般为0.1μm～5μm，其中装饰镀膜膜层的厚度一般为0.1μm~1μm，因此可以在几乎不影响工件原来尺寸的情况下提高工件表面的各种物理性能和化学性能，并能够维持工件尺寸基本不变，镀后不须再加工。

请问PVD镀膜能够镀出的膜层的颜色有哪些?

我们目前能够做出的膜层的颜色有深金黄色，浅金黄色，咖啡色，古铜色，灰色，黑色，灰黑色，七彩色等。通过控制镀膜过程中的相关参数，可以控制镀出的颜色;镀膜结束后可以用相关的仪器对颜色值进行测量，使颜色得以量化，以确定所镀出的颜色是否满足要求。

 PVD镀膜(离子镀膜)技术的主要特点和优势 —和真空蒸发镀膜真空溅射镀膜相比较，PVD离子镀膜具有如下优点：

1 .膜层与工件表面的结合力强，更加持久和耐磨 

2 .离子的绕射性能好，能够镀形状复杂的工件0 v+ R0 S4 

3 .膜层沉积速率快，生产效率高

4 .可镀膜层种类广泛

5 .膜层性能稳定、安全性高(获得FDA认证，可植入人体)