当前涂层生产行业常用的镀膜技术就是物理气相沉积法(PVD)和化学气相沉积法(CVD)两种,随着技术发展,科研成果进一步提升,在这两大涂层技术上衍生出了许多分支,并且相互交融、促进,磁控溅射技术就是其中的代表。磁控溅射属于物理气相沉积法的一种,也是一种真空镀膜技术,在材料表面处理、微电子领域等方面都有广泛且成功的应用,并且磁控溅射的应用范围还在不断扩展。磁控溅射制得的刀具涂层膜基结合强度高、可设计性好,适用性强。下面,小编为大家分析一下磁控溅射可制备哪几类刀具涂层吧。
一、硬质刀具涂层的制备
氮化钛涂层是首先实现产业化并且广泛应用的硬质涂层材料,该涂层材料硬度高,具有较好的抗磨损性能,在氮化钛涂层的基础上添加铝元素,可制得氮铝化钛涂层,这种涂层具有更高的硬度和耐热性能。
目前可以用磁控溅射等多种PVD的方法制备出氮铝化钛薄膜,通过调节钛元素和铝元素的相对含量可以得到不同性能的薄膜,至高硬度可到4500HV,耐热温度可达700℃。在氮铝化钛镀层中加入铬玩素,可以得到氮化钛铝铬镀层,该镀层比氮铝化钛镀层具有更高的硬度,并且使用温度更高,达到900℃,可以满足苛刻条件下加工要求。
二、超硬刀具涂层的制备
一般把硬度超过40GPa的材料叫做超硬材料。随着现代制造业的进步,难加工材料越来越多,对金属切削刀具提出了越来越苛刻的技术要求。科研工作者在超硬薄膜材料方面也取得了很多成果。
1、金刚石涂层
目前制备金刚石涂层的方法很多,多为CVD方法。通过磁控溅射的方法,采用射频电源用反应磁控溅射的方法可以得到金刚石涂层。
2、类金刚石涂层
类金刚石涂层是目前研究较多且应用较广的一种超硬涂层。类金刚石涂层具有很低的摩擦系数、高硬度以及良好的耐腐蚀、光透光率等一系列优异性能,因此其应用范围不断扩大。
类金刚石涂层制备的方法很多,如磁控溅射、离子束溅射、激光束蒸发、脉冲高能量密度等离子体技术等物理气相沉积方法以及化学气相沉积方法如:微波等离子体CVD. 热丝CVD、射频辉光等离子体CVD、电子回旋共振CVD等。在所有技术中,磁拉溅射法具有沉积温度低、沉积速率较高、沉积薄膜光滑致密、均匀、结合力好、在较高真空下工作因而薄膜质量较高、容易掺杂并能够精确控制掺杂量等优点,是应用非常多的方法之一。
磁控溅射可用于制备哪几类刀具涂层
三、自润滑刀具涂层的制备
目前,刀具涂层的发展存在两种趋势,一种是提高硬度,开发超硬涂层;另一种是减小涂层摩擦系数,开发自润滑涂层。
自润滑涂层可以减少刀具与工件之间的摩擦,提高刀具使用寿命,并且可以少用或不用润滑介质,不仅可以减少加工成本,而且可以实现“绿色生产”。
1、类石墨涂层
类石墨涂层硬度较高且摩擦系数低,具有很好的抗湿性,化学性质稳定,不会与重金属发生触媒效应,多应用于干切削加工。
目前利用直流磁控溅射石墨靶的方法可以得到类石墨涂层,并已经成功实现工业化应用。
2、二硫化钼复合涂层
二硫化钼具有很低的摩擦系数,是一种常用的固体润滑材料。如果能使二硫化钼弥散分布在硬质涂层中,则可以在不降低硬度或稍微降低硬度的前提下显著降低摩擦系数,得到自润滑涂层。
利用非平衡磁控溅射的方法制备的氮化铝钛铬/二硫化钼复合涂层,与单一硬质涂层相比,虽然硬度有所降低,但是摩擦系数大大降低,磨损率也大为降低。
以上就是磁控溅射可制备哪几类刀具涂层的相关内容介绍。通过上述内容可知,磁控溅射能够在物理和化学两大气相沉积法中使用,技术多样,可制备的刀具涂层种类很多,并且制备的涂层质量很好,应用广泛。材料科技有限公司专业生产各种类型的涂层产品,在刀具涂层方面独树一帜,引入先进工艺,优选高质量靶材,生产的涂层质量优异,性能可靠,欢迎有需要的客户致电咨询。