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PVD和CVD涂层方法

涂层方法目前生产上常用的涂层方法有两种：物理气相沉积(PVD) 法和化学气相沉积(CVD) 法。

前者沉积温度为500℃，涂层厚度为2~5μm；后者的沉积温度为900℃~1100℃，涂层厚度可达5~10μm，并且设备简单，涂层均匀。因PVD法未超过高速钢本身的回火温度，故高速钢刀具一般采用PVD法，硬质合金大多采用CVD法。硬质合金用CVD法涂层时，由于其沉积温度高，故涂层与基体之间容易形成一层脆性的脱碳层(η相)，导致刀片脆性破裂。

近十几年来，随着涂覆技术的进步，硬质合金也可采用PVD法。国外还用PVD/CVD相结合的技术，开发了复合的涂层工艺，称为PACVD法(等离子体化学气相沉积法)。即利用等离子体来促进化学反应，可把涂覆温度降至400℃以下(目前涂覆温度已可降至180℃~200℃)，使硬质合金基体与涂层材料之间不会产生扩散、相变或交换反应，可保持刀片原有的韧性。据报道，这种方法对涂覆金刚石和立方氮化硼(CBN)超硬涂层特别有效。用CVD法涂层时，切削刃需预先进行钝化处理(钝圆半径一般为0.02~0.08mm，切削刃强度随钝圆半径增大而提高)，故刃口没有未涂层刀片锋利。所以，对精加工产生薄切屑、要求切削刃锋利的刀具应采用PVD法。

涂层除可涂覆在普通切削刀片上外，还可涂覆到整体刀具上，目前已

发展到涂覆在焊的硬质合金刀具上。据报道，国外某公司在焊接;.

式的硬质合金钻头上采用了PCVD法，结果使加工钢料时的钻头寿命比高速钢钻头长10倍，效率提高5倍。

涂层成份又有哪些呢？各自的区别在哪里，应用面怎样。

通常使用的涂层有：TiC、TiN、Ti（C.N）、Gr7O3、Al2O3等。以上几种CVD的硬质涂层基本具备低的滑动摩擦系数，高的抗磨能力，高的抗接触疲劳能力，高的表面强度，保证表面具有足够的尺寸稳定性与基体之间有高的粘附强度。

PVD与CVD涂层工艺比较

涂层

涂层表面主要涂层对环境

主要应用领域结合强沉积温度涂层厚度

状态材料影响

度

1.高速钢通用刀具：TiN

钻头、丝锥、物立铣刀。涂层为压应TiCN

℃或更低，500刀理2.～25μm, 力，有利于抑高速钢精密复杂TiA1N

沉积温度低气刀具。齿轮涂层较薄具：拉刀、制裂缝的扩A1o32刀具变型不，低无污染刀相，刃口锋 3.展；刃口可不整体硬质合金A1CrN

基体的硬度沉利。具作钝处理；表。MoS2强度不降低。可转位螺纹刀片、积4.面致密，粗糙WC/C 等。度低。切断、切槽刀片。1000℃，520μm沉积温度～TiN

涂层为拉应化学硬质合金可转为刀或更厚， 1. 高，基体TiC

排出的废气力，易生成裂气片：车刀片、铣刀片适合于开硬度、的TiCN

缝；刃口必须相高对环境等。发多层厚强度降低A1o32作钝化处理；沉有污染。膜涂层，金刚石2.涂层。，需开发ZrO2积表面较粗糙。

专门的基高耐磨性。等。金刚石

体用于涂层。