Utviklingstrend av PVD Coating

Den nåværende utviklingen av PVD beleggteknologi i verden har følgende fire hovedtrender.

1. Beleggssammensetningen vil ha en tendens til å være diversifisert og sammensatt

Den første generasjonen av PVD-belegg var hovedsakelig TiN. På denne basis ble TiC, TiCN, ZrN, CrN, WC og andre enkeltmetallbelegg utviklet. Med videreutviklingen av PVD-avsetningsteknologi ble aluminiumbaserte flertalllegeringsbelegg som TiAIN og TiAICN utviklet en etter en. Slitestyrken og den røde hardheten til disse beleggene er mye høyere enn enkeltmetallbelegg, og de kan brukes til høyere kutthastigheter, slik som hobbing (opptil 150m / min). Senere betraktet folk muligheten for å legge på forskjellige typer belegg på verktøyet for å utnytte fordelene ved forskjellige belegg, slik som TiN + TiCN + TiN, TiN + TiAlN, TiAIN + WC / C, etc.

I de senere årene har PVD-beleggsteknologien tatt et nytt skritt fremover. Mange beleggingsbedrifter har utviklet og anvendt pulserende beleggteknologi, som for eksempel P3E (Pulse Enhanced Electron Emission) -teknologi fra Balzers, Sveits. Og HIP_ (High Ion Pulse) teknologi fra Cemecon, Tyskland. Begge disse nye teknologiene bruker pulserte elektroner for å aktivere buefordampningsmål. Da prosessen kan operere i oksygenatmosfære, kan så teoretisk sett nesten ethvert metalloksyd (f.eks. A12O3, Zr02, Cr203, Ta2O5, etc.) og deres sammensatte belegg bli avsatt ved denne prosessen.

2. Applikasjonsutvikling av belegg er mer målrettet

For å møte ulike bruksområder er design og utvikling av belegg i økende grad målrettet. For å møte egenskapene og kravene til forskjellige anvendelsesområder, som boring, fresing, tørr hobbing, stempling, tegning, etc., blir det utviklet belegg med relative fordeler i denne forbindelse. Etter kontinuerlige anstrengelser og forsøk har suksessene blitt oppnådd på enkelte felt, for eksempel påføring av TiX (Al: Ti-2: 1) aluminiumsbelegg på fresing, ikke-Ti-belegg AICrN på høyhastighets tørr hobbing, kompositten belegg CrN + TISIN på boring, komposittbelegg TIN + TCX på tegningsform. Overflatenes levetid er betydelig bedre enn andre belegg. I tillegg er ulike anvendte målte belegg for korrosjonsbestandighet (Crx belegg), "selvsmørende (WC / C belegg), mykt materiale behandling (MoS2 belegg) og høy hard materialbehandling (CBN, Dimond belegg) allment brukt. Med kontinuerlig utvikling av PVD-beleggeteknologi, vil nye målte belegg fortsatt bli utviklet for å erstatte dem.

3. De avsatte partiklene av belegget har en tendens til å være nanostørrelse

Med utviklingen av nanoteknologi og fremskritt innen beleggteknologi har nanoverktøybelegget også tiltrukket seg et stort antall forskere og PVD-belegningsservicefirmaer. Nanokrystallisasjonen av de avsatte partiklene i belegget kan forsterke bindestyrken mellom belegget og substratet, samtidig som det kan redusere overflatens grovhet av belegget. I dag er det meste av beleggets avsatte partikler fortsatt store. Selv om det er såkalte nanoskala-belegg, kan større partikler fortsatt bli funnet på deres endelige overflate, og belegningsflaten er fortsatt grov. Reduksjon av størrelsen på de avsatte partiklene av belegget og opprettholde prosessstabiliteten for å unngå de store unormale partikler vil bli en annen utviklingsretning av belegget. Spesielt for applikasjonen på speilflate, selv om enkelte selskaper utviklet speilbelegg, er kvaliteten og stabiliteten dårlig, og prosessen er for kompleks. I fremtiden vil nanokrystallisasjonen av beleggpartiklene og nanometeriseringen av belegglagets tykkelse være den viktigste utviklingsretningen, noe som har stor betydning for å forbedre beleggetes generelle ytelse og redusere stress mellom lagene, og det vil øke glatthet av speilflaten og ytterligere utvider bruken av belegg i presisjonsdannende industri.

4. Beleggsprosessens temperatur blir lavere og lavere

Fra avsetningstemperaturen rundt 1000 ° C for generelt CVD-belegglag til ca. 500 ° C for PVD- og PECVD-beleggene, har beleggets avsetningstemperatur blitt redusert. Derfor blir applikasjonsområdet for belegglaget også forstørret, men avsetningstemperaturen rundt 500 ° C har fortsatt en negativ effekt på arbeidsstykket, slik som deformasjon og redusering av hardheten til substratet. Derfor kreves det spesielle krav til forvarmebehandling av det belagte arbeidsstykket. For eksempel kan temperaturen på arbeidsstykket ikke være lavere enn beleggetemperaturen. Lavere temperaturbelegg, slik som beleggstemperaturer under 200 ° C, vil eliminere disse begrensningene, noe som gjør at flere typer materialer er tilgjengelige for belegging, og valget av tidlig varmebehandling er mer fleksibel. Samtidig vil anvendelsen av lavtemperaturbelegg også redusere energiforbruket til belegningsutstyr, og ha en viss miljøvernvirkning i energibesparelse. I tillegg vil reduksjonen av beleggstemperaturen redusere oppvarming og kjølingstid og deretter forkorte belegningsleveransen. Så lavtemperatur belegg vil fremme applikasjonen og popularisering av belegget, og det vil bli en viktig retning for PVD belegg utvikling. I dag har enkelte beleggingsbedrifter utviklet kryogen belegg (belegningstemperaturer er så lave som 250 ° C). På grunn av ustabilitet i prosessen og dårlig vedheft mellom belegget og substratet, er det imidlertid ikke gjort store anvendelser, og det trenger flere forbedringer.