什么是涂层？
刀具涂层由有机和无机化合物组成，使用物理气相沉积 (PVD) 或化学气相沉积 (CVD) 施加并粘附到基材上。化合物逐层沉积在刀具上，直至达到所需厚度。涂层切削刀具具有三大主要功能：
在刀具和工件之间提供热屏障
提高刀具润滑性
提高刀具耐磨性
通过正确利用这三个特性，切削刀具可以获得更大的推力，运行周期更快，使用寿命更长。
涂层技术不仅应用于刀具领域，更多零件也需要涂层的，我们本文主要和大家聊聊PVD涂层的一些特点，会从以下几个方面去和大家探讨：
1.PVD涂层的概述
2.什么是PVD涂层处理技术
3.PVD涂层的工作过程
4.PVD涂层的厚度范围有多少
5.PVD涂层的硬度有多少
6.PVD涂层的应用
7.PVD涂层的优点
8.PVD 涂层如何提高刀具性能
9.刀具涂层前和涂层后处理也会产生影响
1.PVD涂层的概述
物理气相沉积 (PVD) 工艺通过用炽热的等离子放电轰击材料来沉积涂层。然后，磁铁将等离子放电引导到目标区域，并溅射材料以沉积 PVD 涂层。PVD 的历史与电的发现、磁力以及对气态化学反应的理解密切相关。Otto van Guericke 于 1640 年发明了第一台活塞式真空泵。该工艺非常有效，很快就被用于开采水并创造一种新型水。
PVD 涂层通过高科技真空工艺蒸发特殊材料。蒸发的材料以薄层形式沉积在选定的物体上。当将反应性气体（例如氮气、氧气或碳氢化合物气体）引入金属蒸汽时，金属蒸汽流会与气体发生化学反应，从而产生氮化物、氧化物或碳化物涂层。PVD 涂层必须在专门的反应室中进行，以便蒸发的材料不会与房间中原本存在的任何污染物发生反应。
在 PVD 涂层过程中，工艺参数受到密切监控和控制，以便每次运行都能重复获得可重复的薄膜硬度、附着力、耐化学性、薄膜结构和其他特性。各种PVD涂层可用于提高耐磨性、减少摩擦、改善外观并实现其他性能增强。
2.什么是PVD涂层处理
PVD涂层是一种先进的表面处理技术，可以在分子级别上改变金属的性质。这个过程是在高科技真空室中进行的，使用贵金属或贵金属与充能气体的组合来形成所需材料的薄层。这种涂层对腐蚀和氧化具有很高的抵抗能力。
与其他涂层工艺不同，PVD需要真空室和特殊设备来施加表面处理。其结果是非常薄的涂层，厚度通常在0.5微米到5微米之间。PVD涂层有许多不同的用途，但通常用于不锈钢。其结果是各种有趣的外观和纹理。由于其极薄的特性，PVD涂层很难去除。
3.PVD涂层工作过程
物理蒸发沉积（Physical Vapor Deposition, PVD）是一种制备薄膜和涂层的常见方法之一，其基本原理是材料从固态向气态的转变过程。这个过程通常涉及溅射、蒸发和在惰性气氛中的热处理。物理蒸发沉积是在真空室中进行的，其温度通常在50到600摄氏度之间。该过程利用“直线视角”的方法，固体材料的原子通过真空室，嵌入到其路径上的物体中。在沉积过程中，物体必须在真空室中适当位置，以达到均匀的涂层效果。
4.PVD涂层的厚度范围是多少
PVD涂层的厚度范围取决于应用的类型。例如，用于装饰不锈钢板的涂层可能只有0.30微米的厚度。对于功能性应用，厚度范围可能在两到五微米之间。涂层的硬度将取决于多个因素，包括润滑性，表面光洁度和运动类型。公布的摩擦系数值可能会有很大的变化，因此了解实际范围很重要。
PVD涂层的离子轰击会增加其密度，减少孔隙度，增加膜的硬度。这种硬度将有助于提高膜的耐蚀性。PVD涂层通常是通过两种常见的PVD技术，弧气化和溅射技术来生产的。后者的过程使用强电子束将涂层沉积在基底上，导致较高程度的离子化。平均电离水平约为2。
5.PVD涂层的硬度是多少
经研究发现硬度与耐磨性之间没有直接关系。金属涂层的硬度值是最佳的，增加它们可以增加涂层的完整性。硬度值超过这个阈值表明发生了脱碳化，即形成其他硬相。PVD涂层具有最佳硬度水平，更高的数值表示比更低的数值更多的损伤。
PVD涂层的好处是多方面的。它们改善了切削工具的性能。例如，阴极弧PVD涂层服务可以使刀具寿命延长至10倍。它们还提供了更坚硬、更润滑和更耐磨的表面。
6.PVD涂层的硬度是多少
物理气相沉积（PVD）的过程涉及将材料蒸发到基底上。被蒸发的材料可以是无机的或有机的。它们适用于需要更坚硬、更耐磨损的微观损失的应用。这个过程对环境非常友好，材料非常干净和纯净。这使它们成为手术植入物的理想涂层。
这个过程易于执行，不会产生污染物。通过使用材料的薄层，它产生具有所需属性的材料。这使用户能够设计和构建各种类型的材料。PVD的一些常见应用包括光学薄膜堆积、半导体器件、铝化PET薄膜、涂层切削工具和其他类型的涂层。除了涂层，PVD还可以生产高反射膜。
7.PVD涂层表面处理的好处
PVD涂层的基本原理涉及对气体和时间的控制。惰性气体，如氩气，用于创建化学上不活泼的环境。最终结果是一层非常薄的保护性涂层，保持了前一阶段的美观和声音质量。这是一种非常受欢迎的策略。
PVD涂层的性质取决于基材料。例如，TiN涂层应用于Ti-6Al-4V合金时，可以增加疲劳极限22%，耐久性增加7%。这些性质有助于确定PVD涂层的耐久性。涂层的硬度是决定其耐久性的重要因素。
PVD涂层还可以提供颜色选择。许多建筑已经采用PVD着色不锈钢板。PVD涂层的硬度非常高，能抵抗变色和点蚀，同时对喷砂和漂白具有极高的抵抗力。此外，彩色的PVD涂层可以帮助使您的海滨物业脱颖而出，多年保持其生机。
PVD过程比电镀更环保。没有释放有害气体或产生水废物。此外，PVD涂层可回收利用，保护不锈钢基材料的价值。它被广泛应用于电信和汽车等多个行业。该过程几乎没有环境副产品。此外，PVD涂层也是许多人的首选。
对大多数钢制品来说，PVD是一种优越的涂层。它比铬硬四倍，因此更耐划伤和耐腐蚀。PVD涂层的使用寿命也更长，非常适合暴露在恶劣环境中、靠近海岸或频繁接触的项目。
PVD过程会在基材料上形成几微米厚的涂层，与基材料粘结非常紧密。这意味着它不会剥落或者剥落，因为它与基材相互渗透。值得一提的是，PVD与阳极氧化、涂漆和粉末涂层大不相同。PVD是用一种称为金刚石样碳的材料制成的，喷射到金属表面上并迅速冷却。
PVD过程在航空航天和汽车原厂零部件等许多领域有广泛应用。这种超薄涂层极其耐用，提供多种金属色彩选择。这些涂层不仅美观，而且能减少摩擦和损伤。此外，该过程还可用于涂覆塑料和硬化金属零件。除了在工程领域的优势外，PVD涂层还具有高耐腐蚀性和耐划伤性。
PVD涂层的黄金电镀金属具有高度的耐腐蚀和耐划伤性。尽管金电镀是金属金电镀的一种便宜替代品，但其耐久性和耐腐蚀性不如PVD涂层。金电镀金属在划痕时可能会露出基材。最好选择PVD涂层金属。
8.PVD涂层如何提高性能
制造业的普遍认知是，切削刀具制造后涂层可使其在许多应用中表现更佳。它们还可以通过多次重新研磨和重新涂层来延长使用寿命，有时还可以重新用于其他应用或材料。
鲜为人知的是，某些涂层可能会降低性能，或者通过改进切削刀具而不是专注于涂层可以大大增强涂层的优势。有时甚至可能（例如在冲头的情况下）涂层对刀具寿命没有任何统计差异，直到您在涂层之前抛光刀尖。然后你会得到一些很好的结果，但由此产生的工具故障是由于疲劳而不是磨损。这会给最终用户带来其他问题，他们从未处理过长尾故障分布，并认为现在可能存在所谓的方差质量问题。请记住：并非所有故障都呈正态分布。
PVD 涂层通过提高刀具和涂层系统的耐磨性和抗氧化性来增强刀具性能。这可以实现更长或更快的运行，或更长和更快的运行，因此切削刀具可以保持其强度，从而更长时间地支撑其边缘和磨损面。
那么，如果你提高了刀具寿命，就应该止步于此吗？我建议你忘记延长使用寿命。相反，利用这一优势来提高生产率。你可以利用刀具耐用度的提高生产效率，从而放大你的利润。
9.涂层前和涂层后处理也会产生影响
在测试设施中测量刀具的寿命相对容易。据研究表明，一种特定的未涂层刀具在需要重新研磨或更换之前可能平均能完成 600 次冲压，而 PVD 涂层的相同刀具通常可以完成超过1000次冲压。测量性能更加困难，通常最好在客户应用的独特环境中进行。
然而，通过很多科研数据大量测试，我们已经确定，在涂层之前和/或之后对刀具进行处理也可以提高刀具的性能。
刀具的预处理可能至关重要，因为 PVD 涂层无法填充粗糙表面。在涂层之前，先打磨粗糙表面以去除瑕疵和毛刺，通常可以得到更好的最终产品。
