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涂层技术的创新——用PVD工艺涂覆氧化铝涂层

 北京耐默公司研制的新型氧化铝涂层KN60采用了混合涂层技术来实现涂层的沉积。该技术将阴电弧蒸发与电子管磁控溅射结合在同一工艺过程中。电弧蒸发沉积的氧化铝涂层在涂层系统中起到粘结层的作用,并(或)为涂层系统提供所需的抗磨损能力;Al2O3涂层则为系统提供高温稳定性和化学稳定性。




在一个典型的混合涂层系统中,安装了几个电弧和磁控电子管溅射阴。在进行沉积之前,将工件加热到工作温度,系统压力降至基压。工件经过氩气等离子清洗或金属离子浸蚀处理后,进行等离子电弧沉积涂层,并在该涂层之上用PVD法通过置于氩-氧混合气体中的金属靶溅射沉积Al2O3涂层。此外,Al2O3涂层也可以无需基层而作为单独涂层应用于一些特殊加工场合。Al2O3涂层是采用耐默公司的T模式沉积技术进行沉积的。T模式技术的特色在于独特的溅射阴设计与较优化的气体分配系统相结合?;啡圃诨逯芪?、由电磁线圈产生的封闭磁场提供了等离子体的高电离化——这是获得要求的涂层性能所必需的。这项新技术的优势在于工艺易于控制,沉积过程具有很高的稳定性和再现性。此外,其沉积速度(≥0.5微米/小时)完全可以满足工业化经济制作的工艺周期要求。


 
氧化铝涂层广泛应用于硬质合金刀片,它的优势(如优异的抗月牙洼磨损和抗热裂性能)已广为人知。通常采用CVD工艺在硬质合金刀片上沉积Al2O3涂层。由于CVD工艺较高的沉积温度会使硬质合金中的碳化物变脆,导致刀片在金属切削加工(主要是铣削加工)中的应用受到限制。在对切削刃的韧性要求较高的加工应用中,这种新的PVD Al2O3涂层工艺能以其较低的沉积温度为用户提供新的加工可能性。尤其在铣削不锈钢或难加工材料时,与传统的PVD涂层相比,新的Al2O3涂层系统的性能可提高2倍。