物理氣相沉積技術(shù)是一種對(duì)材料表面進(jìn)行改性處理的高新技術(shù), 最初和最成功的發(fā)展是在
半導(dǎo)體工業(yè)、航天航空等特殊領(lǐng)域。在機(jī)械工業(yè)中作為一種新型的表面強(qiáng)化技術(shù)起始于80 年代
q /EK]B 初, 而且主要集中在切削工具的表面強(qiáng)化。以改善機(jī)械摩擦副零件性能為目的的研究近10 多年才受到廣泛重視, 是現(xiàn)在重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的新領(lǐng)域。物理氣相沉積技術(shù)作為高新技術(shù)在先進(jìn)制造技術(shù)
`),7*gn*) 和技術(shù)進(jìn)步中占有重要的地位, 本文對(duì)其最新發(fā)展的部分概況作一介紹。
Acr\2!)) 1 應(yīng)用對(duì)象不斷擴(kuò)展
>FPE%X0+ 美國(guó)Balzers Too l Coat ing 公司1994 年評(píng)估了用PVD 法制取的薄膜在2000 年前的市場(chǎng)發(fā)展前景[1 ] , 認(rèn)為, 1980 年P(guān)VD 鍍層95% 用于改善切削工具壽命, 在2000 年50%PVD 鍍層將用
x P{L%. 于提高切削工具性能, 另50% 將用于改善沖壓模、磨損零件部等的壽命。由于大量采用新技術(shù)和新工藝, 使物理氣相沉積技術(shù)近10 年在
模具和磨損零部件的應(yīng)用上邁進(jìn)了一大步, 正在改變那
#C,M8~Q7 種PVD 就是
刀具上鍍T iN 的傳統(tǒng)概念。
x{<WJ|'B 物理氣相沉積法用于零件防蝕抗磨損鍍層越來(lái)越多, 取得非常好的效果。德國(guó)Do rrenberg Edelstah l 公司開(kāi)發(fā)了一種在壓模上使用電弧蒸發(fā)鍍沉積、具有高附著力的CrN 涂層的PVD
ug[|'tR8 法[2 ] , 鍍層性能高于T iN 或T iCN 鍍層, 可用于鋁件的加工模具上。
{55{YDqx 英國(guó)Cambridge 和Tecvac 公司完善了在加工黃銅、T i 和A l的加工模具上的CrN 沉積法[3 ] , 鍍層厚度3~ 20 Lm, 鍍層具有良好的附著性, 鍍層顯示了較好的使用效果(包括擠壓, 成型以及塑
I9N?zmH 料加工模具)。M ult iA rc (U K) L td 在伯明翰Too ling ’95 展覽會(huì)上介紹了該公司一種用于提高沖模壽命的PVD 工藝, 6~ 8 Lm厚的沉積層提高沖壓4 mm 厚鋼質(zhì)變速箱殼的沖模壽命, 由沖壓
s$6zA
j! 500 次增大到20 400 次, 且不需要再
拋光。
qdh;zAMx 日本在活塞環(huán)等零件表面采用離子鍍法鍍覆具有CrN 或Cr2N 成分、附著力強(qiáng)的耐磨膜[4 ] , 膜層中氮濃度由基體向表面膜層表面不斷增大。鍍層在不斷變更氮分壓情況下用蒸發(fā)源鉻和
J]i=SX+ 9 反應(yīng)氣體N 2 制成,
鍍膜層厚度10~ 60 Lm, 硬度1 500~ 2 000HV , 遠(yuǎn)高于電鍍Cr 和氮化。它的耐粘著性能約是電鍍Cr 的1. 5倍, 且其實(shí)際耐久性是電鍍Cr 的4~ 10 倍, 具有運(yùn)行平穩(wěn)、無(wú)拉
`g6XVa*%# 缸、抱缸現(xiàn)象, 效果十分理想, 是一種無(wú)公害的、可取代電鍍Cr處理的
表面處理手段。但離子鍍時(shí), 工件溫度在400~ 500 ℃便導(dǎo)致活塞環(huán)類零件的應(yīng)力松馳、彈性下降, 可能會(huì)影響其廣泛應(yīng)用。
h>= e<H?f 裝飾鍍也是新的應(yīng)用對(duì)象之一, 德國(guó)的L eybo ld 是老牌的PVD 設(shè)備和技術(shù)公司, 近年來(lái)推出了一些
金屬或非金屬構(gòu)件裝飾處理的PVD 沉積技術(shù), 其中較引入注意的是磁控濺射沉積新
Yo;/7gG> 型ZrN 技術(shù)。它具有青銅色外表, 極低的電化學(xué)電位, 耐蝕性極好, 同時(shí)也很耐磨, 是一種非常好的表面處理方法。
Cl[ '6Lk 新的專利和研究報(bào)告表明[4, 6~ 7 ] , 尋找PVD 沉積T iA lN、CrN、WCöC 等鍍層的新應(yīng)用領(lǐng)域是各國(guó)研究人員努力的方向,并已取得一定進(jìn)展。
x3T)/'( 2 沉積的基體溫度更低
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