PVD涂层加工表面强化处理技术

模具PVD涂层即物理气相沉积，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涂层加工性能特点

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。

应用范围

模具及精密零件PVD涂层表面强化处理技术

近年来，模具PVD涂层镀膜技术在模具的工作表面强化处理中的应用越来越多，其突出的优点是可有效提高模具使用寿命，同时镀膜温度低，在250℃～500℃左右，可减少工件型面的变形。

PVD表面涂层处理技术，目前已在省内外企业获得应用和认同，涉及的模具包括冷冲模、塑料模、热锻模、挤压模等，涉及的零件有各种易磨损的部件，例如录音机磁头外壳拉伸模，对其材料为YG20硬质合金的模具工作零件进行PVD涂覆TiN处理，寿命从原来的13万次提高到45万次以上，物理气相沉积技术是通过加热或离子轰击（喷射）使坚固的高纯度涂层材料（金属，如钛、铬和铝）蒸发。

同时，加入反应气体（例如氮或含碳气体），这些气体与金属蒸气反应生成化合物，然后沉积在工具或模具上形成薄而高度粘附的涂层。

PVD复合涂层性能优良，具有不可轻视的应用潜力。国内PVD技术在模具产业的应用与推广才处于起步阶段，主要以单层TiN系涂层为主。手机行业已将模具的涂层写入标准条件中，目前国内只有少数大型企业获得初步应用，模具包括冷冲模、塑料模、热锻模、挤压模等多类模具，使用寿命平均提高3-5倍以上。

PVD涂层加工的物理特性及与之相对应的优点包括：

● 硬度极高(超过Hv2000-Hv4500)：代表耐磨性极好;

● 摩擦系数低(DLC =0.1)：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;

● 厚度可控制在1µm以内 ：涂层后不影响产品的最终尺寸。

PVD涂层在模具中的应用

塑料模具

塑料模具由于要求较高，故其耐用性更加受到关注。例如所生产的塑料中带有纤维，容易磨损模具表面，或脱模时需要提高润滑的性能。PVD涂层由于其独有的润滑性及超高的硬度，可以大大改善生产过程中所遇到的上述问题。

1、 铍铜模具或镶件

铍铜的特点是散热快，硬度一般可达到洛氏硬度40。散热快(比钢材快3倍)代表注塑生产周期可以缩短，产量更高。铍铜价格昂贵，比一般塑料钢材贵，所以任何的磨损、报废或修磨的成本都很高。基于硬度无法超过洛氏硬度40，所以，表面磨损是其碰到的比较严重的问题。

考虑到硬度及铍铜的特性，涂层公司特别为铍铜模具或镶件设计了一套完善的PVD涂层方案TiN-BeCu，提高了铍铜表面耐磨性，同时又不会降低其导热性高的特性。

2、 精密模具或镶件

现今潮流消费性产品如数码相机、笔记本电脑、手机或PDA产品功能特别多，但外型则向娇小玲珑方向发展，故该类产品对精密度及材料的选择等方面的要求都很高。在选材方面，基于外壳的高保护性能及内部的高强度，一般采用PC+ABS+玻纤材料。而该材料对模具的磨损性或腐蚀性高，所以模具的磨损比较快，而维修精密模具的价格也较高。

此外，塑料模具一般采用低温回火，因此，所有高温处理的PVD涂层都不适合。在这种情况下，CrNC是最好的选择。CrNC抗化学腐蚀能力强，而且它的硬度也不低于HV2000，足以应付塑料生产所要求的硬度，是塑料模具最佳的选择。

而精密模具镶件的特点是误差小、深槽多，要做到不变形及涂层的均衡并不容易。涂层公司对塑料模具的应用了如指掌，应用CrNC涂层为客户解决模具磨损的问题。

3、 含尼龙或大批量生产模具

3.1) 透明塑料瓶是典型大批量生产的制品，其模具在高速生产的情况下，对表面的要求特别高，如：表面硬度高、抛光至镜面及脱模能力良好等。一般欧美生产商都乐意采用Mirror-Gold PVD涂层处理来增强模具表面的硬度，并提高润滑脱模能力。由于模具PVD涂层的高硬度及良好的润滑性能，因此能缩短生产周期，提高产量。

3.2)现今汽车制造商正想方设法在不影响安全、质量的情况下，不断降低汽车的总重量，从而达到省油的目的。工程塑料质轻且强度高，是汽车零部件的良好材料。但如果碰到生产诸如尼龙或加玻纤的工程塑料产品时，不管是什么类型的模具钢材，其表面磨损都特别厉害。为了延长使用寿命，一般欧美汽车生产商均愿意采用PVD涂层。无锡一家大型汽车配件模具及制品生产商知道PVD涂层的好处后，其所有生产尼龙汽车配件的模具均采用了PVD涂层，从而提高了模具的使用寿命。

真空PVD镀钛成功保持了零件基本不会变形及硬度不会降低的状态

真空PVD镀钛不仅能够满足人们对于零件的耐磨性、抗腐蚀性、少耗损等等性能的要求，更解决了零件材料经不住处于高温的环境中的问题，成功保持了零件基本不会变形，硬度不会降低的状态。

真空镀膜镀钛是作为金属材料的表面处理的一种工艺,现在已经在工业领域普遍应用并有逐渐推广使用的意向。

真空PVD镀钛是一种通用涂层加工工艺，很多人对于镀钛的主要特点不是很了解，那么，镀钛的主要特点是什么呢？

1、镀钛指的是在温度较高的钛金炉内，将钛、锆等金属除去空气，同时凭借惰性气体的辉光放电，让所要涂层加工的金属或合金蒸气离子化，此时的离子经电场加速，会不断的堆积在负电荷的不锈钢板上，于是便有了颜色十分丰富的金属膜；

2、色泽不会变化的PVD镀膜也是镀钛的主要特点。和传统的电镀不同的是，镀膜硬度较高，同时可以避免磨檫现象的发生，无剥落情况，高度防腐，所以PVD镀膜不锈钢总是可以很广泛的被运用于众多的装饰行业；

氮化钛是镀钛涂层工艺的一种，通常情况下，这种氮化钛的颜色为金色，氮化钛不仅性能优异，且它的硬度还高达2300HV，在化工、材料等行业中运用十分广泛，那么，氮化钛涂层有哪些特点呢

氮化钛通常都是金色，其工作的温度可承受的最高限度为580摄氏度，可以适应于低温涂层，0.23VSNi的摩擦系数可以有效的减少摩擦力，适合于低温零件中使用，这种镀钛涂层工艺生产出来的精密零件，往往具有很好的耐磨性，较其他未氮化钛涂层的金属而言，更能够承受腐蚀等不良环境的考验，使用寿命较长，且氮化钛用作镀钛涂层可有效的增强金属的表面硬度，使金属的耐磨性增强，氮化钛良好的导电性能能够使产品适用于医学、玻璃以及手饰等行业。