1、PVD 常用涂层种类与厚度的选择 作者：王焱庆 出处：中国刀具商务网 时间：2011-08-24实现涂层的高性价比应用取决于许多因数，对于每种特定的加工应用而言，通常只有一种或几种可行的涂层选择。涂层及其特性的选择是否正确决定着加工性能明显提高与几乎没有改善之间的区别。因此根据加工的速度，冷却方式，被加工材料，加工方式等详细的参数来选择合适的涂层是必须的。以下是我们 PVT 涂层公司根据无数次试验的涂层选择推荐：一)涂层种类选择1)氮化钛涂层(TiN)TiN 是一种通用的涂层，可以提高刀具硬度并具有较高的氧化温度。用途：高速钢切削工具，慢速加工工具(如低速车刀粒)，耐磨零件，注塑模具。2)氮碳
2、化钛涂层 (TiCN)TiCN 涂层是在 TiN 的基础上添加碳元素，以提高涂层的硬度和低的摩擦系数。用途：高速钢刀具，冲压模具，成型模具3)氮铝钛 (TiAlN)、 氮钛铝 AlTiN俗称：中铝(Al:Ti=50:50) 、高铝(Al:Ti=67：33)以上，TiAlN/AlTiN 涂层在加工过程中形成的氧化铝涂层可以有效提高加工工具的高温加工寿命， AlTiN 涂层的抗高温氧化比 TiAlN 要高100 度左右。用途：硬质合金工具 (加工材料硬度低于 HRC45 时建议用 TiAlN,加工材料硬度高于 HRC45 时建议使用 AlTiN 涂层。)，薄壁件冲压模具(TiAlN)，压铸模具(A
3、lTiN)4)氮化铬涂层 (CrN)CrN 涂层具有良好的抗粘结性，抗腐蚀性，耐磨性。用途：加工铝合金，红铜的刀具，注塑模具，零件(特别是有润滑油浸泡)5)CBC (DLC)PLATIT CBC 涂层的组成为 TIN+TICN+DLC 结构。具有摩擦系数较低，耐磨损，膜层应力小好等优点用途：润滑涂层，成型模具，铝合金等粘结性强材料冲压模具。二)涂层厚度的选择：刀具： 刃部直径 8mm 以上：2.5 3um (刀粒亦按此要求)，刃部直径 46mm：22.5um刃部直径 4mm 以下：1.52um模具： 五金模具、冲压模具，一般塑胶模具，压铸模具：2.5um ，拉丝模具，大型模具：3um，镜面或高
4、精密蚀纹模具：1um.左右TiAlN 涂层刀具的发展与应用（摘抄） 作者：刘建华 邓建新 张庆余 出处： 时间：2011-09-21摘要：TiAlN 涂层作为一种新型涂层材料，具有硬度高、氧化温度高、热硬性好、附着力强、摩擦系数小、导热率低等优良特性，有望部分或完全替代 TiN ，尤其适用于高速切削。文中对国内外 TiAlN 涂层刀具的发展与应用状况进行了综合评述，并着重分析了TiAlN 涂层工艺及其切削性能。 1 引言 对刀具进行涂层处理是提高刀具性能的重要途径之一，随着涂层刀具的出现，使刀具切削性能有了重大突破。涂层刀具可以提高加工效率和加工精度，延长刀具使用寿命，降低加工成本。 自 20
5、 世纪 70 年代以来，刀具涂层技术取得了飞速发展，涂层工艺越来越成熟。西方工业发达国家使用的涂层刀片占可转位刀片的比例已由 1978 年的 26%增加到 1985 年的 5060%。新型数控机床所用切削刀具中有 80%左右使用涂层刀具。瑞典山特维克公司和美国肯纳金属公司的涂层刀片的比例已达 8085%以上。美国数控机床上使用涂层硬质合金刀片比例为 80%，瑞典和德国车削用涂层刀片已占 70%以上。1981 年1985 年期间，前苏联的刀具产量增加了 16%、硬质合金刀具增加了 29%，而涂层刀具则增加了 5 倍。涂层刀具己成为现代刀具的重要标志，并将是今后数控加工领域中最重要的刀具品种之一。
6、 TiAlN 涂层作为一种新型涂层材料，具有硬度高、氧化温度高、热硬性好、附着力强、摩擦系数小、导热率低等优良特性，尤其适用于高速切削高合金钢、不锈钢、钦合金、镍合金等材料。在要求高耐磨性的场合下，鉴于 TiN 涂层在高温性能方面所表现出的不足，TiAlN 有望部分或完全替代 TiN，因此，TiAlN 涂层刀具具有极其广阔的应用前景。 自 1985 年 Knotek 等首次发表了关于 TiAlN 涂层的研究成果后，人们便对其优异的抗高温氧化能力和良好的使用性能表示了极大的关注，已经用多种 PVD 方法成功制备了 TiAlN 膜。由于 TiAlN 涂层的制备方法不尽相同，已见报道的 TiAlN
7、涂层的性能也有差异。表1 是几种常用涂层的主要性能比较(数据来源于 Balzers 涂层有限公司)。由表可以看出，TiAlN 涂层具有高的硬度和氧化温度，随着涂层的多层化和纳米化，TiAlN 涂层的性能正在逐渐提高。 TiAlN 的化学稳定性好，抗氧化磨损能力强，其硬度为 34003600HV)，耐磨性仅低于类金刚石膜，是目前国际工具行业最为推崇的超硬涂层。当 Al 含量超过 50%时，为了区别于 TiAlN，有人称其为AlTiN。AlTiN 涂层的硬度随含铝量的增加而提高，铝含量可以超过 65%；当铝含量提高后也会形成较软的 AlN 相，使其硬度降低，但是铝含量并不是影响硬度的唯一因素。AlTiN 的硬度可达 4500HV。目前 TiAlN/Al2O3 多层 PVD 涂层也已研究成功，这种刀具的涂层硬度可达 4000HV，涂层数为 400 层(厚度 5nm)，切削性能优于 TiC/l2O3/TiN 涂层刀具。表 1 几种涂层的主要性能比较涂层材料 微硬度（HV） 弹性模量（GPa） 最大适用温度（C） 涂层结构TiN 2300 260 600 单层TiCN 3000 352 400 单层TiAlN 3300 380 900 纳米结构
