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PVD还是CVD?如何更好地理解涂层的选择和应用?

发布时间:2020-07-09

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PVD和CVD是目前刀 具和模具上在表面处理方面非常常用的处理方式,CVD是基于化学的气相沉积,而PVD是基于物理 气相沉积,由于他们在原理上有所区别,造成了其在涂层结果也不同,在应用上各有侧重,PVD还是CVD?如何更好地理解涂层的选择和应用?无锡市中迈德涂层科技带大家来了解看一下。

PVD相比CVD要薄,CVD的涂层厚度是10~20μm, 而PVD 的涂层厚度只有3~5μm 左右。PVD的处理温度大概在500℃左右,而CVD 的炉内温度在800~1000℃。由此可见,正因为温度很高,所以CVD 对其被处理的材料有耐高温的要求。我们在CVD 处理的刀 具上几乎看不到除了硬质合金以外的其他材料,因为主流的切削材料中只有硬质合金才能承受那么高的温度。
除此之外,CVD涂层由于其厚度较厚,处理温度较高,在冷却时表面容易产生拉应力,从而形成细微的裂缝。这些裂缝在受到外力冲击的情况下( 譬如: 铣削) 容易扩展,一旦扩展到贯穿整个涂层时就会发生涂层剥落, 从而使刀 具基体失去涂层的保护。所以,CVD涂层的刀 具被大量应用在车削刀片上,因为车削在整个切削过程中,承受的切削力是均匀而且连续的,此时CVD涂层由于厚度带来的耐磨特性就会体现的很明显。

反观,以铣削为代 表的断续切削。在切削过程中,刀刃的不断切入切出冲击着涂层及刀 具表面。PVD较低的处理温度(500℃左右),使它在冷却过程中会形成压应力而非拉应力,从而产生阻止裂缝生成及扩展的效果。另外,由于PVD 涂层厚度薄,对刀刃的几何形状改变不大,可以在很大程度上保留了刀刃的锋利程度也减小了切削力和切削热的产生。综上所述,可见PVD 更适用于断续的铣削加工的情况以及几乎所有的整体类刀 具。
公正地来讲,CVD与PVD相比,还有一个目前普通PVD 技术难以赶超的优势,即常用的CVD 涂层材料——三氧化二铝(Al2O3)。三氧化二铝有着非常好的物理和化学稳定性,坚硬耐磨且成本极低,但由生成工艺上的掣肘使得其很难在普通PVD 上进行实现。当然由于PVD 在其它方面的诸多优点,同时由于其在涂层材料上近年来的不断扩展,它的性能已经在越来越多的方面逐渐优于CVD了。其目前在世界刀 具市场上的占有率也从十几年前的20%~30% 逐步提高到现在超过50%。

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