В режущих инструментах и металлических компонентах часто используются современные покрытия, такие как ПВД против ССЗ для улучшения свойств поверхности, таких как твердость, износостойкость, защита от коррозии и многое другое. Но в чем разница между этими двумя распространенными процессами нанесения покрытия?
В этом руководстве мы рассмотрим ключевые различия между методологиями PVD и CVD, конечные характеристики покрытия, идеальные области применения и преимущества для режущих пластин и концевых фрез.
Как ПВД & Процессы нанесения CVD-покрытия работают
PVD (физическое осаждение из паровой фазы) предполагает помещение целевой подложки в вакуумную камеру с последующим использованием магнетронного распыления или испарения для испарения материала покрытия. Этот пар конденсируется и равномерно осаждается на поверхности подложки в виде тонкопленочного покрытия. Обычно температура колеблется в пределах 200-500°C.
CVD (химическое осаждение из паровой фазы) покрывает поверхности посредством химических реакций между газами-прекурсорами, такими как метан, водород и аммиак. Эти реагенты разрушаются и вступают в реакцию на нагретой поверхности, равномерно нанося желаемое покрытие. CVD-реакции протекают при очень высоких температурах 900-1100°С.
Разница в свойствах покрытия & Производительность
Процесс PVD создает более тонкие, более плотные и однородные покрытия, обычно толщиной 1–5 микрон. CVD позволяет наносить гораздо более толстые покрытия (до 30 микрон) с превосходной адгезией, но не столь равномерные на покрытиях сложной геометрии.
PVD-покрытия, как правило, более твердые и износостойкие благодаря своей плотности. Покрытия CVD выдерживают более высокие температуры, выше 1000°C по сравнению с примерно 750°C для PVD.
Обычными PVD-покрытиями являются нитрид титана (TiN), нитрид титана-алюминия (TiAlN) и нитрид хрома (CrN). Варианты CVD включают карбид титана (TiC), нитрид титана (TiN) и карбид кремния (SiC).
Лучшие приложения для PVD & ССЗ
Способность PVD равномерно покрывать небольшие и сложные детали делает его идеальным для режущих инструментов, таких как концевые фрезы, хирургические инструменты, детали двигателей и декоративная отделка.
Превосходная адгезия и термостойкость CVD подходят для легирования деталей машин, диффузионных барьеров в полупроводниках и антикоррозионных покрытий.
PVD и CVD для фрезерных пластин & Режущие инструменты
Для фрезерных пластин и режущих инструментов твердость PVD повышает износостойкость и срок службы инструмента. Однако покрытия CVD позволяют снизить силы резания. CVD также лучше выдерживает более высокие температуры резания.
Концевые фрезы с PVD-покрытием превосходно подходят для высокоскоростной обработки алюминия и цветных сплавов. Пластины CVD хорошо работают со сплавами титана, никеля и кобальта. Для оптимальной производительности выбирайте покрытия PVD или CVD, подходящие для вашей заготовки.
Что лучше для режущих инструментов: CVD или PVD? Почему?
PVD часто обеспечивает лучшую твердость, тогда как CVD обеспечивает более высокую термостойкость. PVD лучше всего подходит для высокоскоростной обработки цветных металлов, тогда как CVD подходит для твердых материалов, таких как титан.
Каковы температурные ограничения для покрытий PVD и CVD?
Покрытия PVD хорошо работают при температуре примерно до 750°C, тогда как покрытия CVD во многих случаях выдерживают температуру более 1000°C.
Какое покрытие обычно имеет лучшую адгезию – PVD или CVD?
Покрытия CVD обычно имеют превосходную адгезию к подложке благодаря процессу высокотемпературного химического соединения.
Какие отрасли промышленности больше всего полагаются на покрытия PVD и CVD?
PVD широко используется в медицине, аэрокосмической, автомобильной промышленности, литье пластмасс под давлением. CVD распространен в аэрокосмической промышленности, производстве электроэнергии, полупроводниках и оптике.
Насколько толсто можно наносить покрытия CVD по сравнению с PVD?
CVD обычно наносит покрытия толщиной до 30 микрон в результате химических реакций. PVD ограничивается более тонкими покрытиями, обычно менее 5 микрон.
Заключение
Понимание явных преимуществ процессов нанесения покрытий PVD и CVD позволяет выбрать правильную технологию для конкретного применения. PVD обеспечивает однородность и твердость, а CVD обеспечивает термостойкость и адгезию. В качестве режущего инструмента выберите PVD для высокоточной обработки цветных металлов и CVD для прочных материалов, таких как титановые и никелевые сплавы. Правильно подобранное покрытие позволяет оптимизировать механическую обработку и производительность компонентов.
