纳米涂层将成为未来的发展方向

        涂层本身的技术研发工作也加速了金属制造及模具业应用涂层技术的发展步伐。原来化学气相沉积(CVD) 涂层的厚度为10祄，相比之下，现时的PVD涂层加工的厚度只有1祄更精确，这对于满足市场需要将带来一定的影响。

        就涂层技术的发展而言，传统以钛 (Titanium) 基为主要的涂层材质，而未来使用铬 (Chromium) 基涂层的机会将会不断提高，即不含钛的涂层应用层面将更广，AlCrN涂层将成新一代的涂层种类，铬的耐热性比钛 (Titanium)的耐热性高，粘附性也较好。

        由于制造商对于使用纳米涂层正处于起步阶段，故仍有相当大的市场潜力。另外，对于力求完美的大企业来说，涂层将成模具设计环节中的一部份，这个崭新意念在行业之中将具有象征意义。

        纳米涂层结构在这10多年的发展历程中经历了3个重大阶段，包括九十年代初的纳米渐进式 (Nanogradients) 涂层，九十年代初末推出的纳米厚度 (Nanolayers) 涂层，以及2004年推出的纳米结构 (Nanocomposites) 涂层。纳米结构 (Nanocomposites) 涂层是指在TiAlN 或AlCrN纳米结晶粒埋藏于Si3N4-matrix非晶体的矩阵之中，成为纳米结构涂层，能够穿梭于复合涂层之间，优化表面光滑度，提高硬度达Hv4500，耐高温达1200℃，并可提高靶材使用量。NACo、nACRo及nACVIc三种都是PLATIT纳米结构涂层，并已取得了专利。

涂层业的前景分析

        此外， 针对目前的市场发展，产品多样化，生产材料转变等因素都使涂层的需求上升。这一说法将可在涂层种类及材料的数目不断增加之中得到印证。

        国际模具协会专家认为：模具是金属加工业的帝王。而模具材料又是模具工业的基础。但即使是新型模具材料仍难以满足模具的较高综合性能的要求。表面工程是当前材料科学与工程领域中表现较为活跃、发展较为迅速的分支。表面工程具有学科的综合性，手段的多样性，广泛的功能性，潜在的创新性，环境的保护性，很强的实用性和巨大的增效性，因而受到各行各业的重视。表面工程技术在模具制造领域中的应用，在很大程度上弥补了模具材料的不足。

       合理地应用模具PVD涂层加工处理技术，可以以较低的工艺成本使模具寿命提高5～10倍甚至几十倍，经济效益十分显著。目前，各种模具表面处理新技术正得到业界越来越多的关注和推广应用。对模具表面进行处理的主要目的在于提高表面硬度、耐磨性和耐蚀性等，从而提高模具产品质量，延长模具使用寿命。合理地应用模具表面处理技术以获得高精度的模具表面，是生产精度高且表面质量好的产品的必要条件。表面强化工艺成本较低，而模具寿命却可提高5-10倍 合理地应用模具表面处理技术，可以以较低的工艺成本使模具寿命提高5～10倍甚至几十倍，经济效益十分显著。

   “真空离子电镀”一词于10年前已在中国国内工业界中出现，被业界广泛认识到的首先是这种表面处理技术可作为装饰性的应用，增强产品的外观效果。由于市场需求的不断增加， 本地开始重视这种技术，并进一步研究应用至功能性涂层的可行性。近年来，“真空离子电镀”改以“物理气相沉积”(PVD)的专业名字出现在市场之中，重点加强其功能性方面的应用，特别是在模具及其它金属零部件上确能带来相当大的益处。有鉴于此，本文将对模具PVD涂层技术作出深入的介绍，并探讨未来的市场发展前景及技术的演变。

整体提高对工业涂层的认识

     欧洲国家对工业涂层的研究相当发达，深刻体会到模具制造及金属加工业对涂层的应用及使用模式的转变。这几年的推广工作加深了厂商对涂层的认识，使他们了解到模具、刀具、金属零部件或制品涂层的重要性。现在较多厂商已作出实际行动，为模具及产品使用高质素的涂层。

     在各类产品中，模具及一些高端产品(例如：剃须刀片、半导体加工机械零件、无尘室夹具等)使用涂层的情况较为普遍，刀具方面使用涂层的情况相对较少。这是因为刀具涂层的情况相对于模具及其它产品涂层的发展有所不同。根据行业的使用习惯，刀具涂层一般已在刀具制造商方面完成了涂层的工作。因此对于自行进行刀具涂层的工作需求较少。相对而言，模具涂层对于厂商的关系更为密切。

     若以美国、欧洲、亚洲三个工业区域划分，美国使用涂层的增幅最为强劲，2001年至2005年的整体营业额增加超过五成，而亚洲及欧洲地区的增长虽不及美国，但在过去五年里，也有两倍的增幅。

     造成这种情况的原因如下：美国的交通网络发达，物流发展较完善，速递工作讲求服务承诺，因此具备了先决条件；而对于厂商来说，由于生产周期愈来愈短，时间稍有延误将造成不可估量的损失，这一点对涂层业的发展有正面的推动作用。另一因素是美国的整体业界对涂层的认知水平较高，例如：涂层需要在严格的环境下进行，某些金属材料不能混合一起进行涂层等，对此他们都有充分地认识；反观中国的涂层业，仍属“专业”的范畴，非业内人士对涂层的认识不深，也阻碍了本地涂层业的顺利发展。

高端产品为目标市场

     不少厂商都会考虑两个问题：产品是否需要进行涂层？究竟自行购置一部涂层设备， 还是将刀具或模具产品送往涂层加工服务商较为划算？涂层工作只占工具生产成本的10%左右，但却可以提高数倍寿命，因此，涂层可以说是非常有必要的，而且也是未来的发展潮流。至于如何衡量自行购买或外派涂层工作则需要留意市场。现时所见，无论本地或台湾的厂商已开始将涂层机视为常规设备，即使涂层设备的售价在这几年来没有大幅下降的情况下，他们仍选择购入了涂层设备， 这也反映出对涂层的需求愈来愈旺。PVD超硬涂层系统的不同系列可以满足各厂商不同的要求。

为模具增加更长的使用寿命

      模具使用涂层具有显着的优点：

第一，模具PVD涂层加工是延长模具寿命的有效方法，降低整体生产成本，并可增加产能及提高产品性能的稳定性。由于工件表面增加了薄膜的保护，一般可加强使用寿命达3至4倍；长远而言，可减少制造模具的套数。至于实际可延长寿命多少，主要视乎产品本身，如冲压模具使用了特制的STARVIC (TiCN-MP + MOVIC) 涂层，使其使用寿命增加了七倍之多。

第二，加强模具及产品使用的可靠性。具备规模的企业注重生产质量，要求产品（例如：电器及手提电话等）的可靠性高，故采用严谨的质量保护措施；加上现时制造业的生产周期日益缩短，一旦生产过程中出现问题（例如：模具损毁），未必有足够的时间进行补救，而涂层足可为模具提供质量的保证。

第三，突出产品的效果。PVD涂层除了提供功能的防御，同时可保护模具表面，提升产品外观。

    PVD涂层工艺对环境无不利影响，符合现代绿色制造的发展方向。当前PVD涂层技术已普遍应用于硬质合金立铣刀、钻头、阶梯钻、油孔钻、铰刀、丝锥、可转位铣刀片、车刀片、异形刀具、焊接刀具等的涂层处理。

    PVD涂层刀具结合了基体高强度、高韧性和涂层高硬度、高耐磨性的优点，进步了刀具的耐磨性而不降低其韧性。PVD涂层刀具通用性广，加工范围明显扩大，使用PVD涂层刀具可以获得明显的经济效益。

    一种PPVD涂层刀具可以代替数种非PVD涂层刀具使用，因而可以大大减少刀具的品种和库存量，简化刀具治理，降低刀具和设备本钱。但是刀具在现有的涂层工艺进行涂层后，因基体材料和涂层材料性质差别较大，涂层残留内应力大，涂层和基体之间的界面结合强度低，涂层易剥落，而且涂层过程中还造成基体强度下降、涂层刀片重磨性差、涂层设备复杂、昂贵、工艺要求高、涂层时间长、刀具本钱上升等缺点。

    精密冲压模具经纳米PVD模具涂层涂覆后表面可具有极低的摩擦系数，减少加工受力。模具经纳米PVD涂层涂覆后表面硬度能够添加4到10倍，可大幅减少表面磨耗保护模具精度，特別是用于高精密和精密的加工时可取得非常优秀的表面质量。冷冲成形及拉伸模具经纳米模具涂层涂覆后可显着降低摩擦力，显着减少加工中发作的刮痕及磨耗的表象发作的概率。因而可添加运用的期限，大幅的减少出产本钱。  

        PVD涂层长处：  

        1.摩擦系数降低，减小加工受力  

        2.加大表面硬度，大大添加运用期限  

        3.避免产品拉毛、拉伤，大幅进步产品质量  

        4.省去卸模、拋光再装模的烦恼，减少保护的本钱。  

        金属成型出产中常见的问题是模具磨损，粘着磨损以及各种形式的表面危害。模具涂层关于以上疑问，选用适宜涂层，能够有用处置上述疑问。模具涂层具有出色的润滑性，在金属成型工作取得出色的运用作用。

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。