從最初試圖采用加厚涂層的方法制備PVD涂層,近十個年頭過去了,而將該技術(shù)成功應(yīng)用于可轉(zhuǎn)位刀片,更堪稱一個可圈可點的飛躍。對于厚度僅為千分之幾毫米的涂層,究竟是怎樣的涂層才有資格被專家認定為“加厚”涂層?迄今為止,多數(shù)高厚度的涂層都是采用CVD方法生產(chǎn)的,平均涂層厚度在10μm至12μm之間,其成份最初為TiN、TiCN以及氧化鋁與另外一種元素的化合物。
但在實踐應(yīng)用中,隨著材料的需求范圍日漸擴展,為了更加嚴格地適配涂層材料的特性,
刀具制造商往往又希望選擇鋁、鉻和硅這樣的化合材料,以便用最好的、最可能實現(xiàn)的方法來裝備其刀具產(chǎn)品,從而滿足客戶的新要求。而這就需要借助PVD技術(shù)來實現(xiàn)。而且,對該技術(shù)的運用還可獲得諸如超光滑的涂層表面和低處理溫度等多項優(yōu)點。可以說,在將來采用諸如鋁、鉻、鋯和其它材料完全有可能創(chuàng)新開發(fā)出新的涂層材料。
cemecon公司率先推出Supernitrides工藝解決方案—這種氧和氮的單結(jié)構(gòu)的組合涂層產(chǎn)品將氮涂層和氧涂層的優(yōu)點相結(jié)合,擯棄了單一涂層的缺陷。一般而言,氮涂層材料的生產(chǎn)成本相對昂貴,而且盡管其機械性能很好,卻仍然容易受到腐蝕。而氧涂層則反之,其具有很高的化學穩(wěn)定性的同時,抗磨損能力卻極低。而新的組合涂層材料,至少可將其鋁含量提高到80mol%ALN,而傳統(tǒng)涂層材料的摩爾含量最高僅為65%ALN。
那么,鋁含量的提高是否會帶來機械性能的降低?經(jīng)驗證,這種現(xiàn)象并未在通過Supernitrides工藝獲得的產(chǎn)品上發(fā)生。與之相反,SupernitrideR2C3的磨損比傳統(tǒng)的AlTiN涂層材料降低了30~50%,有效延長了工具使用壽命。同時,由于它在升溫過程中具有極高強度,確保了較高的切削速度,從而意味著,可以將更多的材料納入到干式加工范疇中來。
根據(jù)切削刃和實際應(yīng)用的條件,采用PVD技術(shù)可生產(chǎn)出3μm、8μm甚至更厚的涂層。加厚涂層的優(yōu)點也體現(xiàn)得相當明顯:首先,保護刀具的基體,令其免受加工過程中因高溫等因素引發(fā)的不良影響。其次,涂層的厚度加倍,刀具在相同應(yīng)用條件下的使用壽命可延長100%。