切削工具や金属部品には、次のような高度なコーティングが使用されることがよくあります。 PVD と CVD 硬度、耐摩耗性、腐食防止などの表面特性を向上させます。しかし、これら 2 つの一般的なコーティング プロセスの違いは何でしょうか?
このガイドでは、PVD と CVD の方法論の主な違い、その結果得られるコーティングの特性、理想的な用途、切削インサートとエンドミルの利点について説明します。
PVDの仕組み & CVDコーティング工程の作業内容
PVD (物理蒸着) では、ターゲット基板を真空チャンバー内に配置し、マグネトロン スパッタリングまたは蒸着を利用してコーティング材料を蒸発させます。この蒸気は凝縮し、薄膜コーティングとして基板表面に均一に堆積します。温度は通常 200 ～ 500°C の範囲です。
CVD (化学蒸着) は、メタン、水素、アンモニアなどの前駆体ガス間の化学反応を介して表面をコーティングします。これらの反応物は加熱された表面で分解して反応し、目的のコーティングを均一に堆積させます。 CVD 反応は 900 ～ 1100°C の非常に高い温度で発生します。
塗装特性の違い & パフォーマンス
PVD プロセスでは、通常 1 ～ 5 ミクロンの厚さの、より薄く、より緻密で均一なコーティングが作成されます。 CVD は、優れた接着力を備えた最大 30 ミクロンまでの非常に厚いコーティングを堆積できますが、複雑な形状ではそれほど均一ではありません。
PVD コーティングは、密度が高いため、より硬く、耐摩耗性が高くなる傾向があります。 CVD コーティングは、PVD の約 750°C に対して、1000°C 以上の高温に耐えます。
一般的な PVD コーティングは、窒化チタン (TiN)、窒化チタン アルミニウム (TiAlN)、および窒化クロム (CrN) です。 CVD オプションには、炭化チタン (TiC)、窒化チタン (TiN)、および炭化ケイ素 (SiC) が含まれます。
PVD に最適な用途 & CVD
PVD は小さく複雑な部品を均一にコーティングできるため、エンドミル、外科用器具、エンジン部品、装飾仕上げなどの切削工具に最適です。
CVD の優れた密着性と耐熱性は、機械部品の合金化、半導体の拡散バリア、防食コーティングに適しています。
フライス加工用インサートの PVD と CVD & 切削工具
フライス加工用インサートや切削工具では、PVD の硬度により耐摩耗性と工具寿命が向上します。ただし、CVD コーティングにより切削抵抗は低くなります。 CVD は、より高い切削温度にもよく耐えます。
PVD コーティングエンドミルは、アルミニウムおよび非鉄合金の高速加工に優れています。 CVD インサートは、チタン、ニッケル、コバルト合金で優れた性能を発揮します。最適なパフォーマンスを得るには、ワークピースに適した PVD または CVD コーティングを選択してください。
切削工具にはCVDとPVDのどちらが適していますか?なぜ？
多くの場合、PVD はより優れた硬度を与え、CVD はより高い耐熱性を提供します。 PVD は高速非鉄加工に最適であり、CVD はチタンなどの強靱な材料に適しています。
PVD コーティングと CVD コーティングの温度制限は何ですか?
PVD コーティングは約 750°C まで良好に機能しますが、CVD コーティングは多くの場合 1000°C 以上に耐えることができます。
通常、PVD と CVD のどちらのコーティングの方が密着性に優れていますか?
CVD コーティングは一般に、高温化学結合プロセスのおかげで基板への優れた接着力を備えています。
PVD および CVD コーティングに最も依存している業界は何ですか?
PVD は、医療、航空宇宙、自動車、プラスチック射出成形で広く使用されています。 CVD は航空宇宙、発電、半導体、光学分野で一般的です。
CVD コーティングは PVD と比較してどのくらいの厚さに塗布できますか?
CVD では通常、化学反応により最大 30 ミクロンの厚さのコーティングが堆積されます。 PVD は、通常 5 ミクロン未満のより薄いコーティングに限定されます。
結論
PVD と CVD の両方のコーティングプロセスの明確な利点を理解することで、用途に適した技術を選択できるようになります。 PVD は均一性と硬度を提供し、CVD は耐熱性と密着性を提供します。切削工具には、高精度の非鉄加工には PVD を選択し、チタンやニッケル合金などの強靱な材料には CVD を選択します。適切なコーティングを使用すると、加工、部品の性能を最適化できます。
