PVD涂层工艺形成的涂层一般厚度很薄

　　  PVD涂层加工工艺形成的涂层一般厚度很薄，应用于普通工模具上的膜层厚度一般为1～5μm左右，最多也不超过10μm。但根据客户的要求，PVD公司经过三年的研发试验，终于成功开发出了10～50μm左右的厚涂层。

     目前这种涂层被应用于飞机发动机的叶片涂层，该涂层具有超硬、耐磨、抗氧化、耐摩擦和防腐蚀等特性。由于军用直升机经常在沙漠上飞行，发动机的叶片要具有耐磨蚀、耐风沙冲击的功能，经过超厚涂层的发动机叶片寿命可提供3倍左右，不仅大大降低了制造发动机叶片的成本，同时也使飞机的维护时间延长了两倍，这种维护成本、时间的节约远远高于叶片制造成本，因此，该涂层具有极高的性价比。PVT公司研制的这种超厚涂层采用了低温涂层工艺，工艺温度为300℃～500℃之间，不会影响被涂工件基体的性能，因此，该技术正不断被应用到一些需要高性能的耐磨零部件涂层上。

     PVD技术不仅提高了薄膜与刀具基体材料的结合强度，涂层成分也由第一代的TiN发展为TiC、TiCN、ZrN、CrN、MoS2、TiAlN、TiAlCN、TiN-AlN、CNx、DLC和ta－C等多元复合涂层。

     PVD涂层技术是最新、最先进的表面工程技术之一,它是把弧光放电作为金属蒸发源的表面涂层技术。由于离子镀技术具有镀膜速度高,膜层致密,膜的附着力好等特点,使多弧离子镀镀层在模具的超硬镀膜领域的应用越来越广泛,并将占据越来越重要的地位。

     在加工过程中，切削刀具将承受几方面的损伤，如切削热，高压，磨损和热振荡。刃口的温度将超过1000ºC。这种极端的热量将破坏刀具材料各成分的结合力及其它成分，还有可能导致刀具和被加工材料间发生有害的化学反应。磨损是切削过程中始终发生的过程：刀具和被加工材料间的接触面将承受大于140bar（2000Psi）的压力。热振荡：刀具的快速加热和冷却是加工过程中非常普遍的情况；在切削过程中，刀片被加热，当刀片离开切削面时，刀片被冷却。机械振荡在加工断续表面时经常发生。根据具体操作和被加工工件的情况，机械振荡有时扮演着车削加工的角色。粘连磨损经常发生在被加工材料粘连在刀具表面的情况下（形成积屑瘤）。

     PVD涂层加工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。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。

    针对目前我国的模具表面处理技术的应用现状我刊经过用户抽样问卷调查发现，目前，模具制造企业主要应用的表面处理技术仍是以传统的表面淬火、渗碳/氮技术、电镀与化学镀技术为主，而这些技术都不同程度地存在表面硬度分布不均、热处理变形等难以解决等多方面的问题。对于今后的技改方向，大家的共同关注点在于新技术的应用，如表面涂层技术、TD覆层处理技术、激光表面强化技术和电子束强化技术等。CVD技术CVD（化学气相沉积）和PVD（物理气相沉积）技术均被广泛应用于模具表面处理，其中PVD涂层技术具有更卓越的抗高温氧化性能和强大的涂层结合力，在高速钢切边模、挤压模上应用效果良好。

产业化的涂层技术从上世纪70年代末开始至今已有30多年的历史。从最早的由CVD技术而生产的氮化钛到今天的各种涂层，已经历了几代的变化。其中第一个主要变化是由CVD技术向PVD技术的转变，CVD技术由于运营本钱和环保等题目目前已被逐步成熟稳定的PVD技术所取代。由PVD所生产的涂层从早先的二元简单涂层（如TiN）已发展到今天大规模产业化的多元涂层。

自本世纪初，由于产业界对涂层的特殊性能要求，最新一代涂层已逐步走上产业化的轨道。这些特殊性能的要求包括高温工作稳定性、用于起到物质隔尽作用的高密度涂层材料、极低的材料摩擦系数和极强的化学稳定性等等。针对这些要求而产生的最典型的涂层就是DLC和taC涂层。无论是从学术研究和产业化生产，DLC和taC涂层无疑是今天最为受人关注的焦点。它们也被成功应用于像一级方程式赛车的发动机、半导体封装模具、纺织机械零件和医疗器械之中。

涂层发展的另外一个方向是坚韧性涂层的产业化。所谓坚韧性涂层是指一种涂层的综合能力，具体的说是指一种涂层在其应用领域所能表现出对被涂层工件寿命延长、功能增进。坚韧性涂层不仅仅追求高硬度，高耐温或低摩擦系数的某一个片面性能指标，而是根据涂层在某个具体应用领域的应用，公道调节平衡各个指标，使涂层的综合性能最优。涂层所开发的就是基于这样理念的涂层，该涂层优于公道调节分配涂层内部硬度、韧性和摩擦系数，使其厚度可达10微米以上。它在要求具有高耐磨要求的应用上（如发动机的活塞环），呈现出其它涂层无法相比的性能。

经过几年的市场开发和涂层推广，在诸如刀具、工模具等领域的PVD涂层已经逐渐为中国市场所接受。固然总体上看这个行业离成熟还有较大的间隔，但随着西方先进制造业向中国的转移以及中国自主创新能力的迅猛提升，为中国的先进制造业进行高端配套，其市场潜力不可估量。

PVD表面涂层在华南地区的模具生产商中已广泛应用，他们认同PVD涂层可以延长模具寿命，从而降低生产成本的事实。另一方面，有数据显示：华东、中南地区所生产的压铸组件超过70%，年产值约合480亿元人民币。随着国内模具的逐步高品质化，模具对PVD表面涂层处理的需求将不断增加，潜力巨大。

PVD涂层加工只是表面一层很薄的（1～4祄）金属陶瓷涂层，它主要是提高表面硬度，增强表面耐磨性，主要是针对平行的摩擦，所以基体的硬度是非常重要的。

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。