硬質(zhì)涂層的發(fā)展、現(xiàn)狀及未來(lái)
硬質(zhì)涂層的市場(chǎng)隨著加工技術(shù)的更高要求而不斷擴(kuò)大,在國(guó)內(nèi)也具有越來(lái)越大的市場(chǎng)。硬質(zhì)涂層在工具上的應(yīng)用按照市場(chǎng)占有量的劃分主要為:刀具涂層70%,模具涂層25%,零部件涂層5%。硬質(zhì)涂層技術(shù)主要有陰極電弧離子鍍技術(shù)和磁控濺射技術(shù)。電弧技術(shù)和磁控濺射技術(shù)的區(qū)別主要為:電弧技術(shù)可以獲得接近90%的離化率和較快的沉積速率,但存在液滴的問(wèn)題;磁控濺射技術(shù)可以獲得平整的表面,但離化率和沉積速率都相對(duì)較低。
目前,兩種技術(shù)都在不斷向前發(fā)展。磁控濺射技術(shù)也在不斷進(jìn)展,閉合磁場(chǎng)非平衡磁控濺射技術(shù)能夠大幅度提高離化率,成為磁控濺射膜層質(zhì)量提升的關(guān)鍵。隨著中頻孿生磁控技術(shù)和非平衡磁控濺射技術(shù)的結(jié)合,磁控濺射技術(shù)已經(jīng)能夠獲得與電弧技術(shù)相當(dāng)?shù)膬?yōu)質(zhì)膜層。
未來(lái)隨著工業(yè)需求的不斷增加,對(duì)硬質(zhì)涂層的要求也將愈發(fā)嚴(yán)格。未來(lái)的涂層將有兩大趨勢(shì):超硬涂層和低摩擦系數(shù)涂層。
1、超硬涂層
超硬涂層一般是指維氏硬度在40GPa以上的硬質(zhì)涂層。主要有:
1)金剛石涂層(硬度為50-100GPa,與晶體取向有關(guān))
2)立方氮化硼(e-BN)涂層(硬度為50-80GPa)
3)類(lèi)金剛石涂層(DLC,因工藝不同硬度可在10GPa-60GPa的寬廣范圍內(nèi)變動(dòng))
4)碳氮涂層(CNx,硬度可達(dá)15GPa-50GPa)
5)納米復(fù)合涂層和納米多層涂層(TiN/NbN納米多層涂層硬度為51GPa,TiYN/VN納米層涂層硬度高達(dá)78GPa)
2、低摩擦系數(shù)涂層
低摩擦系數(shù)涂層主要包括鉬基涂層(二硫化鉬),和碳基涂層(金剛石、類(lèi)金剛石、碳氮涂層等),摩擦系數(shù)均可達(dá)到0.1以下。