PVD涂层在刀具和模具的应用摘要：近十几年，在模具表面上，由气相沉积技术制备硬质化合物涂层的方法，由于技术上的优越性及涂层的良好特性，正引起人们的高度重视。
其是今后各种模具、切削工具和精密机械零件等进行表面强化的主要技术，有着广泛的应用前景。
关键词：PVD涂层；刀具模具；应用一、PVD（物理气相沉积）法及其特点PVD法（离子镀膜）技术是在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发，蒸发物质与气体都被电离，利用电场的加速作用，使蒸发物质及其反应产物沉积在工件上，形成一层所需要的固态薄膜或涂层的技术。
涂层处理可增加工件硬度、抗磨力和降低摩擦系数，延长工件寿命（一般可延长3～5倍）。
目前主要的涂层包括：TiN、TiCN、TiAlN、CrN、AlTiN及DLC等，每种涂层各有其不同特性和用途。
PVD法的特点之一是沉积温度低于600℃，其可在工具钢和模具钢的高温回火温度以下进行表面处理，故变形小，最适合尺寸形状精密的机械零件；可不改变传统的制造工艺，仅仅在最终加工后进行一次处理。
二、PVD涂层的加工流程（1）收到模具后，检测运输途中工件是否有碰损及抛光效果是否达到要求，之前是否有做过类似的涂层处理；（2）对模具进行清洗，去磁，去除工件所有油污、油漆及杂质，螺钉孔内的异物也要清洗干净；（3）如果工件前有做过类似的涂层，要做脱涂处理；（4）将工件装夹、定位好后放进炉中加工；（5）设置好加工参数，选择涂层的类型、厚度后，机器根据设定的程序自行进行加工；（通过炉内抽真空，加温及等离子电弧技术，同时被加工的工件在炉中匀速旋转，将靶材在离子状态下均匀地沉积在工件的表面.）（6）约8-10个小时左右出炉，卸下，自然冷却，并进行检测（检测涂层的厚度及附着力）；（7）经检测合格后，将工件包装好，安排发货给客户。
三、模具发来做PVD涂层前应注意的事项（1）工件在涂层之前必须需要清洗干净（用清洗液及表面喷沙）及去掉锈迹，不能有油污。
切削刀具随着制造技术的进步,机械加工不断向高精化、高速化方向发展,因此对切削刀具在强度、耐高温、耐磨损和使用寿命等方面的性能要求也不断提高。
对刀具进行涂层处理是提高刀具性能的重要手段之一。
由于涂层处理可以提高加工效率和精度、延长刀具使用寿命、降低加工成本,因此,涂层刀具在金属切削加工中的应用越来越广泛常用的涂层材料有碳化物、氮化物、氧化物、硼化物和硫化物等,近年来还发展了聚晶金刚石、立方氮化硼等Ti-Al-N 涂层由于高的硬度（~33GPa）和良好的高温抗氧化能力（~850 ℃）而被作为硬质耐磨涂层广泛应用于切削刀具领域.当涂层中的Al 含量增加到一定程度超过TiN 中Al 的固溶度（原子分数约64%）时，涂层的结构会从面心立方c-TiN 结构向密排六方h-AlN 结构转化涂层的力学性能及抗氧化能力急剧下降.因此，在保持立方结构的前提下提高涂层中Al 含量可有效地改善涂层的性能CrN 涂层为目前过渡金属氮化物涂层中含Al 固溶度最高的氮化物。
以TiN 为代表的工具涂层显著提高了机械加工刀具的切削效率与使用寿命, 有力地支持了加工中心机床的应用和制造业规模化生产的技术进步。
涂层技术已和刀具材料与刀具设计与制造一起成为切削刀具的三大关键技术。
继TiN 后又开发了TiC、CrN和ZrN等二元化合物涂层, 以及TiCN、TiAlN,CrAlN等多种三元化合物工具涂ZrN 涂层除具有优良的耐腐蚀、耐高温、耐磨损性能,还有良好的力学性能和导电性能,美观的金黄色外表等优点,已广泛应用于电子电路中的电接触层、珠宝业中的装饰层和机械摩擦中的减摩层等生物医用材料血管内支架和人工瓣膜是治疗心血管疾病的重要方法,应该具有良好的力学特性和血液相容性, 并且必须无毒、无炎症反应、无致癌性主要材料包括不锈钢、钽、钛合金以及热解碳微波电阻器随着电子技术迅速发展，通讯、卫星、遥感、雷达、WLAN 和GPS 等领域使用频率进入微波的中高端频段，必须研发新型元器件的材料和结构，使其性能满足微波电路的要求。
新型PVD刀具涂层—AlCrNTiAlN和AlTiN是将Al元素沉积到TiN中而形成的PVD刀具涂层。
迄今为止，通过增加TiAlN、AlTiN 涂层中的铝含量，从而增强刀具涂层的耐高温性能和硬度，一直是刀具制造商和涂层公司关注的重大技术课题。
自1995年以来，人们一直在持续不断地研究和改进相关的气相沉积工艺。
到2000年，TiAlN和AlTiN 涂层中铝元素与钛元素的成分比例已从原来的1∶2提高到3∶2，即铝含量已从33％增加到60％。
为了进一步提高涂层中的铝含量，总部位于列支敦士登的巴尔查斯（Balzers）涂层公司经过大量研究开发，发明了用铬元素取代钛元素的涂层技术，并于2004年推出了商品名为“Balinit Alcorna”的单层AlCrN涂层。
AlCrN涂层的铝含量比一般的AlTiN涂层更高，适用于包括齿轮滚刀、立铣刀、铣刀片在内的多种高速钢和硬质合金刀具。
此外，它也可以用于车削刀具，但仅限于耐热性和扩散稳定性极好的基体材料，如PCBN 和Si3N4陶瓷。
在EMO Hannover 2005展览会上，巴尔查斯公司又推出了商品名为“Balinit Helica”，专为孔加工刀具设计的多层AlCrN涂层。
这种超光滑涂层可应用于任何硬质合金或高速钢钻头上，从而显著增强了钻头的耐磨性和剪切强度，并有利于提高钻头的排屑性能。
在扫描电子显微镜（SEM）下观察硬质合金基体上Balinit Alcorna涂层的剖面微观结构时，可以清楚地看到厚度为3～4μm，呈连续结构的单层涂层；而在Balinit Helica涂层的SEM图像中，多层涂层结构清晰可辨。
Helica多层涂层的总厚度约为4μm，但对于直径小于1/8″的小钻头，涂层厚度以1～2μm更为适宜。
虽然100％的Al2O3（纯氧化铝）PVD 涂层可为切削刀具提供最佳的热防护作用（在切削加工时，AlTiN和AlCrN涂层中的AlN成分将“转化”为Al2O3），但是这种涂层的应用范围十分有限。
新结构高效双切齿轮滚刀新结构高效双切滚刀业适用于对齿轮根部有较高加工要求的领域，由于该滚刀齿顶部齿数多（一样为20齿），因此在齿轮加工中，齿轮根部的加工次数多，因此，用新结构高效双切滚刀加工齿轮能够取得专门好的齿轮齿底圆弧。
大模数滚齿加工的特点滚齿在齿轮加工方面占据了大量份额。
随着齿轮加工技术的迅猛进展，专门是大模数、多齿数齿轮对高速高效加工技术的要求，迫切要求在滚齿加工方面实现高速高效。
实现高速滚齿，滚齿机必需提高刚性及驱动功率，要实现数控、温度补偿。
更重要的一点，确实是要采纳高速高效滚刀，使切削加倍合理化。
目前，高速高效切削已经显示出很多的优势和壮大的生命力，成为制造业中提高加工效率和质量、降低本钱的要紧技术途径之一。
由于大模数齿轮所对应的滚刀的切削量成倍增加，又由于传统大滚刀槽数较少，齿高长，因此分派到各齿的载荷专门大。
在滚刀加工齿轮的滚削进程中，几乎75％的切削量由位于全齿1／3处的刀齿齿顶完成，而整个齿中部和根部的占全齿2／3部分仅仅完成切削任务的25％。
实际上，在刀齿齿顶载荷散布和磨损极不均匀。
齿顶圆角处的磨损决定了刀具的寿命，刀齿的中部和根部磨损很少。
新结构高效双切滚刀的特点高效经济的滚刀必需具有很多槽数，而且滚刀的外径也不能太大，齿顶的切削面应多于刀齿中部和齿根的切削面。
为附合以上要求，汉江工具有限责任公司开发了滚刀，新结构高效双切滚刀每相邻齿中有一排齿具有完整的齿形，另一排齿的有效部份只有齿高的1／3。
该滚刀在外径许诺的情形下，可取得20排槽左右，是一般滚刀的2倍以上。
依照被加工件的质量要求，新结构高效双切滚刀能够铲制，也能够磨制。
由于该种滚刀具有10排左右的完整齿，因此该种滚刀不仅可用于粗切，还可用于齿轮精加工。
在粗加工的场合，该滚刀也能够带前角，如此，可减少切削力和磨损。
新结构高效双切滚刀可在任一标准的滚刀刃磨床上刃磨。
装卡后即可保证前刃面的精度，所需的只是调整砂轮进入滚刀槽的深度。
