刀具是切削加工系统中最活跃的一项因素。随着科技的发展,涂层刀具的进给速度和切削速度得到提高,同时其使用寿命也得到了延长。因此,在加工技术飞速发展的今天,刀具的性能得到了人们重视,其中涂层技术是刀具制造中的一项关键技术。PVD是一种表面处理的标准称谓,是通过物理过程完成物质转移,将分子或原子转移到基材表而上,从而使基材具有高强度、耐磨性、散热性等特殊性能。
1 涂层刀具的主要特点
涂层刀具具有以下特点:
(1)表面涂层材料具有较强的耐磨性、高硬度、耐高温等特点。
(2)涂层刀具具有很好的综合性能,这也使涂层刀具的通用性得到了进一步提高,使其能够具有更加广泛的应用范围。
(3)随着科技的高速发展,涂层技术也得到了发展,涂层刀具的抗氧化性能和抗高温性能将会变得更加突出,完成高速切削加工,提高切削的工作效率。
2 PVD涂层技术的发展
PVD法的沉积温度通常维持在500°C,涂层的厚度应当维持在2 -5um之间;并且该方法的沉积温度没有超过钢本身的回火温度,因此在刀具涂层过程中经常使用PVD方法。PVD涂层主要分为三类:
(1)真空蒸发镀膜。
该技术的发展时间较少,在涂抹过程中所使用的设备相对说比较简单,并且涂层十分精细。具体沉积过程中需要应用一种靶材,绕射性相对较差,因此在具体应用中无法满足超硬材料在镀膜上的需求,这使得该方法的应用受到了一定的限制,近几年其应用范围也正在逐渐缩小。
(2)离子镀膜。
该方法的应用需要在电场环境下完成,只有在具有电场的情况下,才能使镀膜材料的离子可以附着在工件的表面,不仅组织致密,而且膜的粘结性能很好。目前,在镀膜过程中比较常用的方法有活化反应离子镀膜和空心阴极离子镀膜法,从实际应用情况来看也取得了不错效果。
(3)溅射镀膜法。
该方法主要在真空室内进行,通过荷能离子对靶材的表面进行不断地轰击,粒子的运动量传递将靶材料的个各种粒子轰击出来,然后在基体上形成沉积。