PVD 與 CVD 塗層：製程、性能與應用的差異

切削工具和金屬零件通常使用先進的塗層，例如 PVD vs CVD 以改善硬度、耐磨性、防腐性等表面特性。但是這兩種常見的塗層製程有什麼區別呢？

在本指南中，我們將探討 PVD 和 CVD 方法之間的主要區別、所產生的鍍層特性、理想應用，以及切削刀片和端銑刀的優點。

PVD 與 CVD 鍍膜製程如何運作

PVD（物理氣相沉積）是指將目標基板置於真空室中，然後利用磁控濺射或蒸發將鍍膜材料氣化。這些蒸氣會凝結並均勻地沉積在基板表面，形成薄膜塗層。溫度範圍通常為 200-500°C。

CVD (化學氣相沉積) 透過甲烷、氫和氨等前體氣體之間的化學反應來鍍層表面。這些反應物在加熱的表面分解並產生反應，從而均勻地沉積出所需的塗層。CVD 反應在 900-1100°C 的極高溫下進行。

PVD 製程可製造出較薄、較致密且均勻的塗層，厚度通常為 1-5 微米。CVD 可以沉積更厚的鍍層，厚度可達 30 微米，附著力極佳，但在複雜的幾何形狀上則不夠均勻。

PVD 塗層由於密度較高，因此往往更堅硬、更耐磨。CVD 塗層可承受更高的溫度，超過 1000°C 而 PVD 約為 750°C。

常見的 PVD 鍍層有氮化鈦 (TiN)、氮化鈦鋁 (TiAlN) 和氮化鉻 (CrN)。CVD 選項包括碳化鈦 (TiC)、氮化鈦 (TiN) 和碳化矽 (SiC)。

PVD 能夠均勻地為小而複雜的部件進行鍍膜，因此非常適用於切削工具，例如銑刀、手術器械、發動機部件和裝飾性表面處理。

CVD 具有優異的附著力和耐熱性，適用於機械零件的合金、半導體的擴散障礙層以及防腐塗層。

對於銑削刀片和切削刀具，PVD 的硬度可提高耐磨性和刀具壽命。然而，CVD 鍍層可降低切削力。CVD 也能更好地承受較高的切削溫度。

PVD 塗層立铣刀在鋁和非鐵合金的高速加工中表現優異。CVD 刀片在加工鈦、鎳和鈷合金時表現良好。為了達到最佳效能，請選擇適合您工件的 PVD 或 CVD 鍍層。

PVD 通常可提供更好的硬度，而 CVD 則可提供更高的耐溫性。PVD 最適合高速有色金屬加工，而 CVD 則適合鈦等堅硬材料。

PVD 塗層在高達約 750°C 的溫度下表現良好，而 CVD 塗層在許多情況下可承受超過 1000°C 的溫度。

由於採用了高溫化學結合製程，CVD 塗層通常具有優異的基材附著力。

PVD 廣泛應用於醫療、航太、汽車、塑膠射出成型。CVD 常見於航太、發電、半導體和光學。

由於化學反應的關係，CVD 通常可沉積厚度達 30 微米的塗層。PVD 只限於較薄的塗層，通常在 5 微米以下。

瞭解 PVD 和 CVD 鍍膜製程的獨特優點，就能針對應用選擇正確的技術。PVD 提供均勻性和硬度，而 CVD 則提供耐熱性和附著力。在切削工具方面，高精密非鐵金屬工件可選擇 PVD，而鈦和鎳合金等韌性材料則可選擇 CVD。有了正確的塗層，加工和零件性能就能達到最佳化。

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