要使我国新型PVD涂层技术得到快速而有序的发展应努力做好哪几方面工作

随着我国汽车、航空、航天、重机等工业的发展以及数控机床的迅速普及，我国机械加工技术正朝着高速加工、绿色制造的方向发展，高速滚齿、高速铣削以及干式切削工艺的应用对刀具涂层技术提出了更高要求。以齿轮高速滚削加工为例，先进的工艺需要采用滚刀MoS2软涂层技术，与TiN涂层相比，使用寿命可提高一倍以上。在高速铣削加工中，硬质合金铣削类刀具多选用TiAlN、TiAlCN或TiNAlN涂层，单一的TiN涂层已不适合此类加工。市场的需求迫使国内必须加速PVD新技术的研究和开发。

要使我国新型PVD涂层加工技术得到快速而有序的发展，应努力做好以下几方面工作：

（1）加强项目的规划与管理

工具行业管理部门应加强PVD涂层项目的规划与管理工作，明确我国新型PVD涂层技术的短、中、长期发展目标，确立有计划、不间断发展的方针，并通过‘官、产、学、研、商’的有机结合，使项目既有政策支持又有资金保障。我国在这方面也有过成功经验：在八十年代中期，为了在引进基础上立足于自行开发，提高工具行业涂层技术的整体水平，原机械工业部机床工具司组织了全行业力量对引进设备进行技术攻关，开发出的热阴极弧磁控等离子镀膜机已在工具行业成功地推广应用，并因此带动了国内TiN涂层刀具的普及应用。

（2）建立统一的研究、开发、服务体系

建立统一的研究、开发、服务体系，根据涂层技术的发展趋势和国内外市场需求，有系统地引进国际先进技术，加强对引进技术的消化吸收及协作研究工作，逐步增强自我开发能力，形成专利技术，最终实现满足国内市场需求和参与国际市场竞争的目的。

（3）建立刀具涂层技术的行业标准

建立涂层设备、涂层刀具的行业检验标准，严格控制涂层刀具质量，确保涂层技术的大面积推广应用。

     我国PVD涂层加工技术的研发工作始于八十年代初期，至八十年代中期研制成功中小型空心阴极离子镀膜机，并开发了高速钢刀具TiN涂层工艺技术。在此期间，由于对切削刀具涂层市场前景看好，国内共有七家大型工具厂从国外引进了大型PVD涂层设备（均以高速钢TiN涂层工艺为主）。技术及设备的引进调动了国内PVD技术的开发热潮，许多科研单位和各大真空设备厂纷纷展开了大型离子镀膜机的研制工作，并于九十年代初开发出多种PVD涂层设备。但由于多数设备性能指标不高，无法保证刀具涂层质量，同时预期的市场效益未能实现，因此大多数企业未对PVD刀具涂层技术作进一步深入研究，导致近十年国内PVD刀具涂层技术的发展徘徊不前。尽管九十年代末国内成功开发出硬质合金TiN-TiCN-TiN多元复合涂层工艺技术并达到实用水平，CNx涂层技术的研发也有重大突破，但与国际发展水平相比，我国的刀具PVD涂层技术仍落后十年左右。目前国外刀具PVD涂层技术已发展到第四代，而国内尚处于第二代水平，且仍以单层 TiN涂层为主。

     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。