L'emergere della tecnologia di rivestimento a vuoto è stata relativamente recente. Nell'arena internazionale, la tecnologia CVD (deposizione di vapore chimica) è stata applicata agli strumenti di taglio della lega dura negli anni '60. Tuttavia, durante il suo primo sviluppo, questa tecnologia ha dovuto affrontare molti ostacoli. Doveva operare in un ambiente di temperatura - elevato (con una temperatura di processo superiore a 1000 ° C) e aveva una varietà limitata di rivestimenti, che limitavano significativamente il suo potenziale di sviluppo.
Alla fine degli anni '70, emerse la tecnologia PVD (deposizione di vapore fisico), aprendo un nuovo promettente spazio nel campo del rivestimento a vuoto. In pochi decenni dopo, la tecnologia di rivestimento PVD si è sviluppata rapidamente.
Al giorno d'oggi, sono emerse nuove tecnologie come PCVD (deposizione di vapore chimico fisico) e MT - CVD (Medium - Deposizione di vapore chimico a temperatura) nel campo della tecnologia del rivestimento del vuoto. Varie attrezzature e processi di rivestimento sono spuntati continuamente, presentando una scena prospera e diversificata.
In futuro, le tendenze di sviluppo della tecnologia del rivestimento degli strumenti includeranno i seguenti punti:
(I) diversificazione e complessità dei componenti del rivestimento
UN. La prima generazione di rivestimenti PVD consisteva principalmente in stagno. Su questa base, sono stati sviluppati vari rivestimenti in metallo singolo come TIC, TICN, ZRN, CRN, WC. Con l'ulteriore sviluppo della tecnologia di deposizione PVD, è stato aggiunto l'alluminio ai rivestimenti e sono emersi rivestimenti in lega metallica multicomponente come Tiain e Tiaicn. La loro resistenza all'usura e la durezza rossa sono notevolmente migliorate rispetto ai singoli rivestimenti metallici -, consentendo loro di essere utilizzati a velocità di taglio più elevate, ad esempio fino a 150 m/min nei tagli di rotolamento.
B. Successivamente, è diventato una tendenza depositare diversi tipi di rivestimenti sullo strato di strumento per strato per sfruttare i vantaggi di ciascun rivestimento. Ad esempio, sono state usate le combinazioni Tin + Ticn + Tin, Tin + Tialn, Tiain + WC/C, ecc..
C. Negli ultimi anni, la tecnologia del rivestimento PVD ha fatto un altro significativo passo avanti. Diverse società di rivestimento all'estero hanno sviluppato con successo la tecnologia di rivestimento a impulsi e hanno iniziato ad applicarla. Ad esempio, la tecnologia P3E (Pulse Enhanced Electron Emission) da Balzers in Svizzera e la tecnologia HIP_ (High Ion Pulse) da Cemecon in Germania. Queste due nuove tecnologie utilizzano entrambe elettroni pulsati per attivare l'evaporazione dell'arco del materiale target. A causa di questo processo che opera in un'atmosfera di ossigeno, teoricamente, questa tecnologia può depositare qualsiasi ossido di metallo (come AL2O3, ZRO2, CR2O3, TA2O5, ecc.) E i suoi rivestimenti composti. Attualmente, il rivestimento AL2O3 è entrato nella fase di prova pratica e si ritiene che sarà ampiamente applicato nel prossimo futuro.
(Ii) Lo sviluppo dell'applicazione dei rivestimenti diventa più mirato
Per soddisfare diversi requisiti di applicazione, lo sviluppo e la progettazione dei rivestimenti sono diventati sempre più mirati. Secondo le caratteristiche e i requisiti di diversi campi di applicazione come perforazione, fresatura, taglio a secco, timbratura e disegno profondo, sono stati sviluppati rivestimenti con vantaggi relativi in questi aspetti. Attraverso continui sforzi ed esperimenti, il successo è stato raggiunto in alcuni campi, come l'applicazione di tix (al: ti=2: 1) rivestimenti in fresatura, rivestimenti AICRN applicati a rivestimenti a velocità a velocità profonde, Crn + Tisina Composite Coates applicati per la frattura e Le loro vite sono significativamente migliori di quelle di altri rivestimenti. Inoltre, vari rivestimenti mirati con funzioni come la resistenza alla corrosione (rivestimenti CRX), "auto -lubrificazione - (rivestimenti WC/C), l'elaborazione di materiali morbidi (rivestimenti MOS2) e l'elaborazione di materiali duri (CBN, rivestimenti diamanti)" sono già stati ampiamente applicati. Sebbene questi rivestimenti abbiano avuto molto successo nei rispettivi campi, con il continuo sviluppo della tecnologia di rivestimento PVD, i nuovi rivestimenti più mirati saranno continuamente sviluppati per sostituire questi rivestimenti esistenti.
(Iii) Le particelle di deposizione di rivestimenti tendono ad essere nanometrizzate
Con lo sviluppo della nanotecnologia e il progresso della tecnologia di rivestimento, il nanometro - gli strumenti di taglio rivestiti hanno attirato grande attenzione da parte di ricercatori e società di servizi di rivestimento PVD. La nanometro delle particelle di deposizione di rivestimento può migliorare la forza di legame tra il rivestimento e il substrato, nonché tra i diversi strati e può anche ridurre la rugosità superficiale del rivestimento. Attualmente, le particelle di deposizione della maggior parte dei rivestimenti sono ancora relativamente grandi. Sebbene ci siano alcuni rivestimenti chiamati nano - livello, si possono ancora trovare grandi particelle sulla superficie finale del rivestimento e la superficie del rivestimento è ancora relativamente ruvida. Ridurre le dimensioni delle particelle di deposizione di rivestimento mantenendo la stabilità del processo per evitare l'aspetto di grandi particelle anormali diventerà una direzione importante per lo sviluppo di rivestimenti, specialmente nelle applicazioni di superficie specchio. Sebbene alcune aziende abbiano sviluppato rivestimenti superficiali specchi, la loro qualità e stabilità sono scarse e anche il processo è relativamente complesso. Nella futura ricerca e sviluppo del rivestimento, la nanometro delle particelle di rivestimento e la nanometro dello spessore di interstrato dei rivestimenti saranno le principali direzioni di sviluppo, che hanno un grande significato per migliorare le prestazioni complete dei rivestimenti e ridurre lo stress interstrato e migliorare ulteriormente la levigatura della superficie speculare, espandendo così l'applicazione degli rivestimenti nell'industria della forme di precisione.
(Iv) La temperatura di processo dei rivestimenti sta riducendo
Dalla temperatura di deposizione di circa 1000 gradi per rivestimenti CVD generali a circa 500 gradi per rivestimenti PVD e PECVD, la temperatura di deposizione dei rivestimenti è diminuita, espandendo così la gamma di applicazioni di rivestimenti. Tuttavia, una temperatura di deposizione di circa 500 gradi ha ancora effetti negativi sul pezzo di rivestimento, come causare deformazione del pezzo e una diminuzione della durezza del substrato. Pertanto, devono essere proposti requisiti speciali per il preriscaldamento del pezzo di rivestimento, come la temperatura di riscaldamento posteriore del pezzo non inferiore alla temperatura di rivestimento. I rivestimenti con temperature più basse, come quelle con una temperatura di rivestimento inferiori a 200 gradi, elimineranno queste limitazioni, consentendo una gamma più ampia di materiali per le applicazioni di rivestimento, una selezione più flessibile di preriscaldamento e un'applicazione completa più fattibile di diverse tecnologie di modifica della superficie. Allo stesso tempo, l'applicazione di rivestimenti a temperatura a basso contenuto di - ridurrà il consumo di energia delle apparecchiature di rivestimento, con un certo effetto di protezione ambientale nel risparmio energetico. Inoltre, la riduzione della temperatura di rivestimento consente tempi di riscaldamento e raffreddamento più brevi, accorciando il ciclo di consegna dei rivestimenti e migliorando l'efficienza. Pertanto, i rivestimenti a temperatura - bassi promuoveranno notevolmente l'applicazione e la divulgazione dei rivestimenti e diventeranno una direzione importante per lo sviluppo di rivestimenti PVD.
