你都知道哪些真空涂层的分类?
涂层的分类
根据涂层方法不同,刀具涂层可分为化学气相沉积(Chemical Vapour Deposition,简称CVD)涂层刀具、物理气相沉积(Physical Vapour Depositon,简称PVD)涂层刀具及混合工艺及组合技术。CVD涂层原理如图1a所示,PVD涂层原理如图1b所示。混合工艺是等离子辅助CVD技术与传统的PVD技术进行有效的结合。比如先沉积传统的CrN硬质涂层,再在Z上面沉积一层用于减少摩擦的DLC涂层。组合技术是涂层前对工具或零部件的表面层进行氮化,可以提高涂层的功效。
CVD可以涂覆耐磨损性优异的TiCN、耐热性非常优异的Al2O3厚膜,因此在产生高温的高速、高效率切削加工中能显示出长寿命。
PVD一般用在与无涂层硬质合金、高速钢相同或较高速的切削速度条件下,以延长刀具寿命为目标。对基体制约少、损伤小,因此特别适合用于要求耐磨损性、耐崩刃性的刀具,也适用于要求锋利刃口的低进给加工与精加工或螺纹加工工具等,PVD涂层如图2b所示。
根据涂层刀具基体材料的不同,涂层刀具可分为硬质合金涂层刀具、高速钢涂层刀具以及在陶瓷和超硬材料(金刚石和立方氮化硼)上的涂层刀具等。涂层硬质合金刀具一般采用化学气相沉积法,沉积温度在1 000℃左右。涂层高速钢刀具一般采用物理气相沉积法,沉积温度在500℃左右。
金刚石涂层采用CVD(化学蒸镀法)在硬质合金基体上合成。合成的涂层具备与天然金刚石相匹敌的硬度与导热系数,在非铁材料的加工中发挥着优异的性能。金刚石涂层刀具由于其良好的切削性能,在切削加工领域具有广阔的应用前景,是加工石墨、金属基复合材料、高硅铝合金及许多其他耐磨蚀材料的理想刀具,目前其主要应用领域是汽车和航空航天工业。金刚石涂层刀具的组织如图3所示。
根据涂层材料的性质,涂层刀具又可分为两大类,即“硬”涂层刀具和“软”涂层刀具。“硬”涂层刀具追求的主要目标是高的硬度和耐磨性,其主要优点是硬度高、耐磨性好,典型的是TiC和TiN涂层,各种涂层刀具如图4所示。“软”涂层刀具是采用固体润滑剂如MoS2、WS2等制备的刀具,“软”涂层追求的目标是低摩擦系数,也称为自润滑刀具,它与工件材料的摩擦系数很低,只有0.1左右,可减小粘、减轻摩擦、降低切削力和切削温度。
对刀具进行涂层处理是提高刀具性能的重要途径之一,涂层刀具的出现,使刀具切削性能有了较大的提高,应用领域不断扩大,涂层刀具在数控加工领域有巨大潜力,将是今后数控加工领域中Z重要的刀具品种。目前国外硬质合金可转位刀片的涂层比例在70%以上,欧洲齿轮刀具的涂层比例高达90%。涂层技术已应用于立铣刀、铰刀、复合孔加工工具、齿轮滚刀、剃齿刀、成形拉刀及各种机夹可转位刀片,满足高速切削加工各种钢和铸铁、耐热合金和有色金属等材料的需要。