对PVD涂层特性的几点认识

◆ PVD涂层加工增加了模具制造成本，为何说降低了生产成本呢?

涂层是增加制造模具的成本，约占模具总成本的10%左右。但如果以生产每一件制品的总成本计算的话，因为涂层的功效，延长了模具几倍的寿命，且脱模容易，停机维修模具时间减少等，把生产量提升一倍或缩短生产时间，那么每一件产品的生产成本肯定降低很多。

◆ PVD涂层硬度很高，那么基体钢材就不需要提高硬度了?

PVD涂层只是表面一层很薄的(1～10µm)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。冲压模具对温度要求是55℃以上，塑胶模具对温度的要求为30℃以上。如果冲压模具的硬度达不到HRc60以上，基体就好像“豆腐”一样，马上会产生塑性变型。因此，不会因为使用了涂层便降低了基体的硬度。

◆ 任何材料都可以做PVD涂层吗?

PVD涂层加工是在高真空、低温(约200℃或400℃)的状态下进行处理的，如在这温度下材料便熔化或变软的话(例如：锌)，便不能做PVD涂层。一般的模具钢和硬质合金并不存在这样的问题。

◆ 涂层是否越厚越好?

涂层越厚其耐磨时间当然越长，但基于PVD涂层厚度与基体的结合力成反比的关系，所以两者衡量之下，PVD涂层不能太厚。经验证，1～4µm是最适合的涂层厚度。

◆ PVD涂层和镀铬、镀镍的原理是否相同?

镀铬和镀镍是通过普通的电解原理制造的涂层，但PVD涂层是通过等离子体的沉积技术。PVD涂层可以在1～10µm的范围，控制精度在0.5µm以内，而电镀工艺绝对无法达到这样的范围。镀铬的硬度约为Hv1000，而PVD涂层硬度可达到Hv4000以上。

      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。

在以上流程中.最易出现故障的是光亮硫酸盐镀铜.其现象是深镀能力差及毛剌、粗糙等.对深镀能力差，应区别对待.如果低电流区不亮，而高龟流区很亮且偏于白亮，则可考虑N(乙撑硫脲）是否过多.调整办法逛加入适量M(2—巯基苯骈'眯脞）及SP(聚二硫二丙烷磺酸钠），如仍不行，可加入50〜100ml双氧水搅拌10分钟试镀.如果低电流区不亮.高电流区很亮且偏于桔红色亮，测可考虑M是否过多.调整办法是加适量N及P(聚乙二醇），如仍不行，可加入50~100ml双氧.水搅拌10分钟试镀，如果低电流区不亮，而高电流K亮度亦差，则可考虑N或M是否过少.调整办法是加入适量M或N(亦可同时加入适量SP).如果高电流区长毛刺，通常加入适当SP即可消除.如果铍层表面无论轫上还是朝下均有细麻砂，则M过多，可添加适量P来消除.但若镀层表面轫上有麻砂,则应考虑是否有铜粉的缘故,可加入50ml双氧水来消除.一般说来，光亮镀铜液在每天下班时应加入50ml双氧水。

　　   PVD涂层加工除了光亮镀铜易出现上述故障外，粗化也易出现故障,通常为家电产品外壳粗化后表面发黄或呈******状。此时应从以下三个方面来考虑，

一、粗化温度是否过高、时间过长，

二、粗化液中硫酸含量是否过K.。

三、粗化前使用的有机溶剂浓度、温度是否过高，时间嫌长.另外，返工的家电产品外壳若再次粗化时.易粗化过度，造成镀不亮，对此要适当降低粗化温度及缩短粗化时间，粗化前，一般不再授丙酮·

        PVD是英文的“物理气相沉积”简写，意为物理气相沉积。我们现在通常以真空蒸镀法，溅射法，离子镀和所谓物理汽相淀积，是目前最为流行的模具涂层技术。 

       成熟的PVD主要是用磁控溅射法在两个方面进行镀膜。简单的多弧镀设备结构合理，操作方便。它离子蒸发源可在焊接电源，它也类似于电弧焊接的过程中，具体地，在一定的工艺气体压力，电弧蒸发源的离子针和短暂的接触工作，断开，使气体排出。

      由于主多弧的通过电镀不断蒸发源的表面上移动的电弧点的装置的原因是连续地形成浴中，从而获得沉积在基片层上的金属蒸发后，用磁控溅射法相比，它不仅目标利用率是高的，但具有高的金属离子的优点，从该膜与基板的结合力极强。

此外，多弧镀涂层颜色更稳定，尤其是在做TiN涂层时，每批有可能获得相同的稳定金，所以磁控溅射远远落后。多弧镀缺陷，在传统的直流电源的低温涂层的条件下做的，当0.3微米，沉积率和反射率的模具涂层厚度接近，膜变得十分困难。此外，在膜表面开始变暗。多弧镀另一个不足之处是，由于熔融金属的蒸发，所以较大的颗粒，密度低，比磁控溅射法差的耐磨性的沉积。

     PVD，大家都知道它是指利用物理过程实现物质转移，将原子或分子由源转移到基材表面上的过程。那么PVD涂层加工技术包括哪些？你知道吗？

  过滤阴极弧：过滤阴极电弧(FCA )配有高效的电磁过滤系统，可将离子源产生的等离子体中的宏观粒子、离子团过滤干净，经过磁过滤后沉积粒子的离化率为100%，并且可以过滤掉大颗粒， 因此制备的薄膜非常致密和平整光滑，具有抗腐蚀性能好，与机体的结合力很强。

  离子束DLC：碳氢气体在离子源中被离化成等离子体，在电磁场的共同作用下，离子源释放出碳离子。离子束能量通过调整加在等离子体上的电压来控制。碳氢离子束被引到基片上，沉积速度与离子电流密度成正比。涂层的离子束源采用高电压，因而离子能量更大，使得薄膜与基片结合力很好；离子电流更大，使得DLC膜的沉积速度更快。离子束技术的主要优点在于可沉积超薄及多层结构，工艺控制精度可达几个埃，并可将工艺过程中的颗料污染所带来的缺陷降至最小。

  增强型磁控阴极弧：阴极弧技术是在真空条件下，通过低电压和高电流将靶材离化成离子状态，从而完成薄膜材料的沉积。增强型磁控阴极弧利用电磁场的共同作用，将靶材表面的电弧加以有效地控制，使材料的离化率更高，薄膜性能更加优异。

  过滤阴极弧：过滤阴极电弧(FCA )配有高效的电磁过滤系统，可将离子源产生的等离子体中的宏观粒子、离子团过滤干净，经过磁过滤后沉积粒子的离化率为100%，并且可以过滤掉大颗粒， 因此制备的薄膜非常致密和平整光滑，具有抗腐蚀性能好，与机体的结合力很强。

在各行各业中，PVD涂层加工因为其优越的物理特性和优点被广泛运用，那么具体来说使用PVD涂层有哪些优点？

  硬度极高（超过HRc85）：代表耐磨性极好； 

  摩擦系数低（DLC =0.15）：脱模容易，改善拉伸五金冲压、成型的润滑问题； 

  耐高温（最高达到1200℃）：不容易氧化，改善干切削和压铸成型问题； 

  化学屏障/导热率低：可有效防止因高温导致硬质合金刀具的钴元素流失；改善压铸出现的热龟裂问题； 

  厚度只有1～4祄 ：涂层后不影响产品最终尺寸。

PVD涂层有效发挥产品的潜在质量

    对涂覆过程和模具的不同部位（粉末冶金模，冲压模，铸造，拉丝模具，锻造模具和注塑成型等），使用时，可显著提高硬度，耐磨损性，表面的耐腐蚀性，耐热性和润滑性;并便于脱模，大力提高模具和零部件（如表面粗糙度，精度等）和生活，有效发挥产品的潜在质量。在使用模具，常早期故障，则故障因素通常磨损，腐蚀，融合的过程。他们的问题不会耽误了生产周期，而且大大提高了生产成本，影响企业的竞争力。

     为此，业界推出了不同的解决方案，和PVD涂层的表面处理技术是非常重视的程序，它可以有效地解决这些问题之一。 PVD涂层技术可以广泛应用于各类磨损，造成工人的失败闭塞模具或机械零件。其中，由于磨损和撕裂引起的故障（如冲压，冷镦，粉末成型，模具等），可以提高寿命几倍到几十倍;应变是由于有问题的产品或模具造成的阻塞（如延长模具，翻边模等），可以从根本上解决。申请材料：模具钢，结构钢的碳含量大于0.3％，铸铁，硬质合金等承受大于230度和未受影响的金属材料的加热温度以上。

     PVD涂层加工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PVD涂层加工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。

    PVD涂层只是表面一层很薄的(1～10µm)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。冲压模具对温度要求是55℃以上，塑胶模具对温度的要求为30℃以上。如果冲压模具的硬度达不到HRc60以上，基体就好像“豆腐”一样，马上会产生塑性变型。因此，不会因为使用了涂层便降低了基体的硬度。

   PVD涂层是在高真空、低温(约200℃或400℃)的状态下进行处理的，如在这温度下材料便熔化或变软的话(例如：锌)，便不能做PVD涂层。一般的模具钢和硬质合金并不存在这样的问题。

  PVD涂层刀具通用性广，加工范围明显扩大，使用PVD涂层加工刀具可以获得明显的经济效益。

 一种PVD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。