刀具涂層的工藝和原理

自從20世紀60年代以來，通過近半個世紀的的翻開，刀具外表涂層技能已經成為行進刀具功用的首要辦法。刀具外表涂層，首要通過行進刀具外表硬度，熱穩定性，下降摩擦系數等辦法來行進切削速度，行進進給速度，然后行進切削功率，并大幅行進刀具壽數。刀具涂層工藝一般可分為化學氣相堆積（CVD）和物理氣相堆積（PVD）兩大類。 

1．CVD技能被廣泛應用于硬質合金可轉位刀具的外表處理。CVD可完成單成份單層及多成份多層復合涂層的堆積，涂層與基體結合強度較高，薄膜厚度較厚，可達7～9μm，具有很好的耐磨性。但CVD工藝溫度高，易構成刀具資料抗彎強度下降；涂層內部呈拉應力情況，易導致刀具使用時發作微裂紋；一同，CVD工藝排放的廢氣、廢液會構成較大環境污染。為處理CVD工藝溫度高的問題，低溫化學氣相堆積（PCVD），中溫化學氣相堆積（MT-CVD）技能相繼開發并投入有用?，F在，CVD（包括MT-CVD）技能首要用于硬質合金可轉位刀片的外表涂層，涂層刀具適用于中型、重型切削的高速粗加工及半精加工。

2．PVD技能首要應用于全體硬質合金刀具和高速鋼刀具的外表處理。與CVD工藝比較，PVD工藝溫度低（Z低可低至80℃），在600℃以下時對刀具資料的抗彎強度基本無影響；薄膜內部應力情況為壓應力，更適于對硬質合金精密凌亂刀具的涂層；PVD工藝對環境無不利影響。PVD涂層技能已廣泛應用于硬質合金鉆頭、銑刀、鉸刀、絲錐、異形刀具、焊接刀具的涂層處理。

PVD涂層原理物理在氣相堆積（PVD）在工藝上原理首要有（1）真空陰極弧物理蒸騰（2）真空磁控離子濺射兩種辦法。真空陰極弧物理蒸騰進程包括將高電流，低電壓的電弧激起于靶材之上，并發作持續的金屬離子。被離化的金屬離子以60～100eV均勻能量蒸騰出來構成高度激起的離子束，在含有惰性氣體或反應氣體的真空環境下堆積在被鍍工件外表。真空陰極弧物理蒸騰靶材的離化率在90%左右，所以與真空磁控離子濺射比較，堆積薄膜具有更高的硬度和更好的結合力。但由于金屬離化進程十分激烈，會發作較多的有害雜質顆粒，涂層外表較為粗糙。真空磁控離子濺射進程中，氬離子被被加快打在加有負電壓的陰極（靶材）上。