通过PVD涂层,工具刀具能获得以下颠覆性提升:寿命延长3-10倍:显著降低更换频率和生产成本。提高切削参数:允许更高的转速、进给量,提升加工效率。改善工件质量:减少积屑瘤,获得更好的表面光洁度。加工难加工材料:为加工不锈钢、钛合金、高温合金等提供可能。降低摩擦与热量:减少润滑剂使用,实现干式或微量润滑加工。
核心PVD工艺技术:1. 电弧离子镀原理:通过电弧放电在靶材上产生高离化率的金属等离子体,离子在偏压作用下高速轰击并沉积到工件表面。可通入反应气体(如N₂, C₂H₂, O₂)生成化合物膜层。优点:离化率高(可达80%以上),膜层致密,结合力极强。沉积速率快,有利于沉积较厚膜层。适用:大多数车刀、铣刀、钻头、齿轮刀具等,尤其适合重载粗加工。2. 磁控溅射原理:利用辉光放电使氩离子轰击靶材,溅射出的靶材原子沉积在工件表面。可进行反应溅射生成化合物膜层。优点:膜层极其光滑、均匀,无大颗粒问题。对刀具刃口的覆盖性好,能保持锋利的刃口。应力可控,可沉积厚膜。适用:对表面光洁度要求高的精加工刀具(如精铣刀、铰刀、丝锥)、粉末冶金成形模具。3. 混合技术高端设备常将电弧镀与溅射技术集成在同一系统中,先用电弧镀打底保证结合力,再用溅射镀功能层保证表面质量,实现优势互补。主流功能涂层材料与应用涂层类型主要成分颜色核心特性典型应用氮化钛TiN金色高硬度、良好耐磨性通用刀具、齿轮刀具、模具氮碳化钛TiCN蓝灰色硬度比TiN更高,耐磨性更好,摩擦系数低钻头、丝锥、冲压模具氮铝钛TiAlN紫黑色优异的高温抗氧化性、高硬度(热硬性)高速干式切削、难加工材料氮化铬CrN银亮色耐腐蚀性极佳、抗粘结、低摩擦系数加工铜、钛、铝等粘性材料,塑料模具类金刚石碳DLC黑灰色极低摩擦系数、高硬度、抗金属粘结加工有色金属、石墨、复合材料,汽车零部件