涂层有什么用途？

作者：天威赛利涂层技术有限公司    来源：MM现代制造

欢迎访问e展厅 展厅 5 刀具相关产品展厅 刀柄, 刀具管理系统, 成型刀具, 复合刀具, 非标刀具, ... DLC、高铝含量的涂层、金刚石、Supernitrides以及AlTiN等，关于涂层名称的列表可以无限的继续延长。但是，每种涂层分别有什么用途？另外，这些名称代表什么意思？天威赛利涂层技术有限公司(Tianwen CemeConCoating Thechnology Co., Ltd)的技术杂志FACTS,试图使这样的疑问获得解答。 化学组成、微米和纳米结构、维氏硬度、摩擦系数、韧性等,在对涂层进行分类时必须要用到所有的这些参数。但是这些术语和数值，对于最终用户来说，通常情况下意义并不大。非常重要的方面，包括生产率、成本以及适用的范围是在金属切削中最令人感兴趣的指标。 通常，最常用的涂层可以分为五类。这种分类是考虑到了历史的发展,因此也就将涂层的性能以及涂层应用的主要领域也考虑进去了。FACTS杂志总结了各类涂层较为重要的性质，并介绍了涂层的性能到底依赖于那些因素。 早期涂层 基于成本效益，公认的可以在要求较低的加工条件下应用。这就是现在我们为什么将这种涂层归类为早期涂层的原因。TiCN和TiN可能是这些早期PVD涂层中最知名的两个代表性的涂层了。它们是通过简单的“复制”化学气相沉积涂层的方法发展起来的。并且由于在应用上的成本较低，它们特别适合于所有按照传统要求进行的金属切削加工。但是有经验的用户都知道：“在关键性的高性能操作中不能用这些涂层”。 可变涂层 从20世纪80年代中期开始，Ceme Con公司第一个通过引入超硬质材料TiAlN，真正开始了新一代涂层的开发。通过加入铝或铬形成新型的复合材料，混合状态也就产生了。涂层的性能可在较大的范围内进行调整。这种新型涂层的可调节程度甚至能达到它们能被定制以满足特殊应用的程度，这在历史上还是第一次。所取得的结果包括，热硬度和抗氧化性能方面的性能获得了明显的改善。这种涂层在历史上第一次能够满足经济的、高性能的应用场合，如像HSC(高速切削)。现在，其他的混合状态，包括同样是在德国亚琛大学开发的CrAlN，正成功的被应用于少量的场合中。 虽然这一类涂层材料正在被Supernitride所取代，简单的TiAlN依然广泛的应用于高性能刀具产品中。 用途广泛的涂层 坚硬、有韧性、抗氧化：这就是Supernitride这一类涂层的主要特点。有些在几年前看起来还似乎是无法解决的难题，现在通过这种新类型的涂层的纳米结构中的铝的分布而得到了解决。对用户而言，这就意味着：与超硬涂层相比，具有Supernitrides涂层的刀具能使刀具的使用寿命明显延长，并且可以在更高的应力条件下使用。Supernitrides适合应用于各种不同的加工作业，并且可以在较宽的范围内根据特殊的应用条件进行优化。因此，如果为了获得最大的利润而要求刀具赋有更高的性能，如在高性能切削中，它们在所有这些情况中具有显著的优势。 特别是在硬质材料的加工中，经优化的刀具能加工出高品质的产品。 王牌涂层 许多材料，如石墨、硬质合金或者模塑陶瓷纱管、具有高的硅含量的铝合金等，其摩擦系数都太高，因而只能用世界上最硬的材料来对它们进行加工，也就是纯的金刚石晶体。在很长的时间内，这一类涂层从一个小范围应用的产品发展成为一个工业标准，而且其应用越来越广泛。自从CemeCon公司开发出光滑的微米级晶体的金刚石涂层和金刚石多层涂层以后，应用的范围已经明显的拓展。这种趋势将会继续，各种各样的材料都会变得更加容易被涂层，应用的领域也会变得更加广泛，金刚石涂层正成为生产效率最高的、最节省成本的方案。 低摩擦系数的涂层 涂层不仅可以防止磨损，而且还能确保运动的部件能确实进行运动，如滚柱轴承。这种润滑性的涂层在金属切割领域也同样扮演着重要的角色，特别是在那些要求很高的加工作业中。在这些高要求的作业中，高水平的生产可靠性非常重要，如螺纹的加工、把很难切割的材料加工成长形切片、进行干加工等。正如TiB2一样，类金刚石涂层（DLC）就属于低摩擦系数涂层这一类。在铝材料的加工中，这一类材料最近已经成为最受欢迎的涂层材料。和那些“自润滑”涂层材料一样，低摩擦系数涂层同样要求具有无熔滴的光滑表面。低摩擦系数涂层始终都应该通过溅射过程进行生产。 哪一种涂层最合适？ 关于哪一种涂层是最好的这样一个问题，FACT杂志的记者与CemeCon 公司管理委员会主任，Toni Leyendecker博士进行了交流。 FACTS: 对用于金属切削刀具的现代涂层，都有些什么样的要求？ 的应用中，粘附、磨损、氧化以及摩擦-氧化都会有不同程度的发生。通过涂层，刀具的表面将会根据每一种情况下的具体的要求进行最优化调整。这个调整的过程总是考虑希望能降低摩擦和磨损等因素而造成的损耗。 FACTS: 涂层所负担的这种任务显然不是新的。在现代的应用中，涂层还必须能提供一些什么？ Toni Leyendecker:涂层需具有很高的耐压和耐剪切性，同样的，涂层还必须有很大的扩散阻力性、高的热和化学稳定性、极高的硬度、高的热硬度以及良好的摩擦性质。每个涂层性质的重要程度自然都会随着具体加工条件的不同而发生变化。 FACTS: CemeCon公司已经能够在超硬涂层的基础上，根据其特定应用情况的不同来优化其涂层，从而满足对这些性能的要求。但是，现在新型的Supernitrides带来了什么样的大变化？ Toni Leyendecker:首先，对于Supernitrides涂层，若要经济地对金属进行加工，同样也将必须进行单独的优化。Supernitrides是一类新型的涂层结构—更确切的讲，单独它自己就可归为一类。它们与众不同之处，就是具有紧密的纳米级复合结构，特别是不含有熔滴。不仅仅由于它们含有高比例的氧化物成分，而是它们结合了现代硬质材料的优异的耐磨损性能与常用的氧化物的化学稳定性和热稳定性。简而言之：与以前现有的每一个涂层材料相比，它们更有韧性、更坚硬更光滑。FACTS: 这听起来当然不错。 问题是有一些这样具体的例子吗？ Toni Leyendecker:是的，当然有。如我们的SupernitridesTINALOX SN和 ALOX SN：作为通常使用的涂层，TINALOX SN明显的得益于它的硬度和韧性之间一种新的相容性。这两者之间的结合很协调，能同时得到良好的硬度和韧性。即使是在最高的剪切速率或者推动力下，这两种良好结合性能依然能保证最好的质量。至于我们用于粗加工的Supernitride 涂层，ALOXSN，按照我的理解，应该是市场上现存的用于解决钻孔操作的最好的方案。

文章内容仅供参考 (投稿) (8/3/2010)