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  • Tendencia de desarrollo del recubrimiento de PVD
    Jun 05, 2018


    El desarrollo actual de la tecnología de recubrimiento PVD en el mundo tiene las siguientes cuatro tendencias principales.

     

    1. La composición de revestimiento tenderá a ser diversificada y compuesta

     

    La primera generación de revestimientos de PVD fue principalmente TiN. Sobre esta base, se desarrollaron TiC, TiCN, ZrN, CrN, WC y otros recubrimientos de metal único. Con el desarrollo adicional de la tecnología de deposición de PVD, se desarrollaron recubrimientos de aleación de metales múltiples basados en aluminio como TiAIN y TiAICN, uno tras otro. La resistencia al desgaste y la dureza del rojo de estos recubrimientos son mucho más altas que los recubrimientos de metal único, y se pueden utilizar para situaciones de corte de velocidad más altas, como el fresado (hasta 150 m / min). Más tarde, las personas consideraron la posibilidad de aplicar capas de diferentes tipos de revestimientos sobre la herramienta para ejercer las ventajas de diferentes recubrimientos, como TiN + TiCN + TiN, TiN + TiAlN, TiAIN + WC / C, etc.

     

    En los últimos años, la tecnología de recubrimiento PVD ha dado un paso más. Muchas compañías de recubrimientos han desarrollado y aplicado tecnologías de recubrimiento por impulsos, como la tecnología P3E (Emisión de electrones mejorada por pulsos) de Balzers, Suiza. Y tecnología HIP_ (High Ion Pulse) de Cemecon, Alemania. Ambas nuevas tecnologías usan electrones pulsados para activar el objetivo de evaporación de arco. Como el proceso puede operar en atmósfera de oxígeno, de forma teórica, casi cualquier óxido metálico (por ejemplo, A12O3, ZrO2, Cr2O3, Ta2O5, etc.) y sus revestimientos compuestos pueden depositarse mediante este proceso.

     

    2. El desarrollo de aplicaciones de recubrimientos es más específico

     

    Para cumplir con los diferentes requisitos de la aplicación, el diseño y desarrollo de recubrimientos están cada vez más enfocados. Para cumplir con las características y requisitos de las diferentes áreas de aplicación, tales como taladrado, fresado, tallado en seco, estampado, trefilado, etc., se desarrollan revestimientos con ventajas relativas a este respecto. Después de continuos esfuerzos y ensayos, se han logrado éxitos en ciertos campos, como la aplicación de recubrimientos de alto aluminio TiX (Al: Ti-2: 1) en el fresado, AICrN de recubrimiento no Ti en el mecanizado en seco de alta velocidad, el compuesto recubrimiento de CrN + TISIN en la perforación, revestimiento compuesto TIN + TCX en el molde de estirado. La vida superficial de ellos es significativamente mejor que otros revestimientos. Además, varios recubrimientos específicos para la resistencia a la corrosión (recubrimiento Crx), "autolubricante (recubrimiento WC / C), procesamiento de material blando (recubrimiento MoS2) y procesamiento de material altamente duro (CBN, revestimiento Dimond) se aplican ampliamente. con el desarrollo continuo de las tecnologías de recubrimiento con PVD, se seguirán desarrollando nuevos recubrimientos específicos para reemplazarlos.

     

    3. Las partículas depositadas del revestimiento tienden a ser de tamaño nanométrico

     

    Con el desarrollo de la nanotecnología y los avances de la tecnología de recubrimiento, el recubrimiento de nanoherramientas también ha atraído la atención de un gran número de investigadores y compañías de servicios de recubrimiento de PVD. La nanocristalización de las partículas depositadas del revestimiento puede mejorar la fuerza de unión entre el revestimiento y el sustrato, al mismo tiempo que puede reducir la rugosidad superficial del recubrimiento. En la actualidad, la mayoría de las partículas depositadas en el revestimiento son aún grandes. Aunque existen los denominados recubrimientos a escala nanométrica, aún se pueden encontrar partículas más grandes en su superficie final, y la superficie del recubrimiento aún es áspera. Reducir el tamaño de las partículas depositadas del recubrimiento y mantener la estabilidad del proceso para evitar las partículas anormales grandes se convertirá en otra dirección de desarrollo del recubrimiento. Especialmente para la aplicación en la cara del espejo, aunque algunas compañías desarrollaron el revestimiento de espejo, la calidad y la estabilidad son deficientes y el proceso es demasiado complejo. En el futuro, la nanocristalización de las partículas de recubrimiento y la nanometría del espesor de la capa de revestimiento serán la principal dirección de desarrollo, lo cual es de gran importancia para mejorar el rendimiento general del revestimiento y reducir la tensión entre las capas, y aumentará el suavidad de la cara del espejo y amplía aún más la aplicación de recubrimientos en la industria de conformado de precisión.

     

    4. La temperatura del proceso de recubrimiento es cada vez más baja

     

    Desde la temperatura de deposición de aproximadamente 1000 ° C para la capa de revestimiento CVD general hasta aproximadamente 500 ° C para los revestimientos de PVD y PECVD, se ha reducido la temperatura de deposición del recubrimiento. Por lo tanto, el rango de aplicación de la capa de recubrimiento también se amplía, pero la temperatura de deposición alrededor de 500 ° C todavía tiene un efecto adverso sobre la pieza de trabajo, como deformación y reducción de la dureza del sustrato. Por lo tanto, se requieren requisitos especiales para el tratamiento de precalentamiento de la pieza de trabajo revestida. Por ejemplo, la temperatura del temple de la pieza de trabajo puede no ser inferior a la temperatura del recubrimiento. Los recubrimientos de temperatura más baja, como las temperaturas de recubrimiento por debajo de 200 ° C, eliminarán estas limitaciones, lo que hace que haya más tipos de materiales disponibles para el recubrimiento, y la selección del tratamiento térmico inicial sea más flexible. Al mismo tiempo, la aplicación de recubrimientos a baja temperatura también reducirá el consumo de energía del equipo de recubrimiento y tendrá un cierto efecto de protección ambiental en la conservación de la energía. Además, la reducción de la temperatura de recubrimiento reducirá el tiempo de calentamiento y enfriamiento y luego acortará el ciclo de suministro del recubrimiento. Por lo tanto, los recubrimientos a baja temperatura promoverán la aplicación y popularización del recubrimiento y se convertirá en una importante dirección del desarrollo del recubrimiento de PVD. En la actualidad, algunas empresas de recubrimientos han desarrollado un revestimiento criogénico (las temperaturas de recubrimiento son tan bajas como 250 ° C). Sin embargo, debido a la inestabilidad del proceso y la mala adhesión entre el recubrimiento y el sustrato, no se han realizado aplicaciones sustanciales y se necesitan más mejoras.