Заводы по производству пластин с pvd/cvd покрытием

Пластины с PVD/CVD покрытием – это уже не новинка, но вокруг этой темы до сих пор много мифов и недопониманий. Многие считают, что выбор покрытия – это просто вопрос стоимости, но на самом деле это гораздо более сложный процесс, напрямую влияющий на долговечность и производительность инструмента. В нашей практике часто сталкиваемся с ситуациями, когда клиенты выбирают покрытие, основываясь на рекомендациях поставщика инструмента, не учитывая специфику их технологического процесса. В итоге, инструмент быстро изнашивается, и стоимость владения инструментами возрастает. Поэтому сегодня хочу поделиться некоторыми наблюдениями и опытом, полученным при работе с этими материалами.

Обзор: от выбора материала до контроля качества

Если говорить кратко, то создание пластин с PVD/CVD покрытием – это комплексный процесс, включающий выбор базового материала, нанесение покрытия и контроль его качества. Недостаточно просто 'наклеить' покрытие на пластину. Важен правильный подбор технологии нанесения, параметров процесса и, конечно, контроль за тем, чтобы покрытие было равномерным и соответствовало заданным характеристикам. Мы, например, часто сталкиваемся с проблемами, связанными с неравномерностью покрытия, что приводит к преждевременному износу инструмента и снижению качества обработки. Это может быть связано с недостаточной подготовкой поверхности, неправильным выбором параметров нанесения или дефектами самого покрытия.

Выбор базового материала

Первый и, пожалуй, самый важный этап – выбор базового материала. Это может быть быстрорежущая сталь, вольфрамовая сталь, карбид вольфрама или даже некоторые керамические материалы. Выбор зависит от обрабатываемого материала, требуемой точности и долговечности инструмента. Важно понимать, что каждый материал имеет свои особенности и требует определенного подхода к нанесению покрытия. Например, для обработки твердых сплавов лучше использовать пластины из вольфрамовой стали с PVD покрытием, а для обработки мягких металлов – пластины из быстрорежущей стали с CVD покрытием.

Мы работаем с разными типами материалов, и карбид вольфрама, конечно, самый популярный. Но даже в рамках карбида вольфрама существует множество сортов, и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Выбор сорта зависит от того, какие задачи вы планируете решать с помощью инструмента. Например, если нужно обрабатывать черные металлы, то лучше использовать карбид вольфрама с твердостью не менее 62 HRC. А если нужно обрабатывать нержавеющие стали, то можно использовать карбид вольфрама с твердостью 60-62 HRC.

Технологии нанесения покрытий: PVD vs. CVD

PVD (Physical Vapor Deposition) и CVD (Chemical Vapor Deposition) – две основные технологии нанесения покрытий. PVD основана на физическом испарении материала и его осаждении на поверхность пластины. CVD – на химическом разложении прекурсоров и осаждении материала. Каждая технология имеет свои преимущества и недостатки. PVD обеспечивает более высокую плотность покрытия и лучшее сцепление с подложкой, но CVD позволяет наносить покрытия на более сложные формы и более равномерно.

PVD: преимущества и области применения

Покрытия, нанесенные методом PVD, обычно обладают более высокой износостойкостью и твердостью. Это связано с тем, что при PVD покрытие формируется в вакууме, что позволяет получить более плотную и однородную структуру. PVD покрытия особенно хорошо подходят для обработки твердых материалов, таких как закаленные стали, титановые сплавы и некоторые виды керамики. Например, мы часто используем TiN (нитрид титана) покрытие для обработки черных металлов, так как оно обеспечивает высокую износостойкость и снижает трение.

CVD: гибкость и широкие возможности

CVD позволяет наносить покрытия на более сложные формы и более равномерно, чем PVD. Это связано с тем, что при CVD покрытие формируется в газовой среде. CVD покрытия обычно обладают более высокой адгезией к подложке, чем PVD покрытия. CVD покрытия особенно хорошо подходят для обработки мягких материалов, таких как алюминий и магний. Кроме того, CVD позволяет наносить покрытия с более сложным химическим составом, например, AlN (нитрид алюминия) или CrN (нитрид хрома).

Типичные проблемы и способы их решения

В нашей практике мы сталкивались с различными проблемами при работе с пластинами с PVD/CVD покрытием. Одной из самых распространенных проблем является отслоение покрытия. Это может быть связано с недостаточной подготовкой поверхности пластины, неправильным выбором параметров нанесения или дефектами самого покрытия. Для решения этой проблемы необходимо тщательно подготовить поверхность пластины, используя методы механической и химической обработки. Также необходимо правильно подобрать параметры нанесения покрытия, чтобы обеспечить его хорошее сцепление с подложкой.

Проблема: неравномерность покрытия

Еще одна распространенная проблема – это неравномерность покрытия. Это может быть связано с недостаточной мощностью источника энергии или с неправильной геометрией вакуумной камеры. Для решения этой проблемы необходимо оптимизировать параметры нанесения покрытия и проверить геометрию вакуумной камеры. Также можно использовать специальные технологии нанесения, такие как sputtering с изменяемой мощностью.

Проблема: недостаточная твердость покрытия

Недостаточная твердость покрытия может быть связана с недостаточным временем нанесения или с неправильным выбором прекурсоров. Для решения этой проблемы необходимо увеличить время нанесения или изменить состав прекурсоров. Также можно использовать методы пост-обработки покрытия, такие как отжиг.

Контроль качества: необходимый этап

Контроль качества – это неотъемлемая часть процесса производства пластин с PVD/CVD покрытием. Необходимо проводить регулярные проверки толщины покрытия, его твердости, адгезии и химического состава. Для контроля качества можно использовать различные методы, такие как ультразвуковой метод, метод рентгеновского излучения, метод микроскопии и метод химического анализа.

Особенно важно контролировать адгезию покрытия, так как от этого зависит долговечность инструмента. Мы используем метод маркшейдерного контроля адгезии, который позволяет определить границы отслоения покрытия. Также мы проводим химический анализ покрытия, чтобы убедиться в его соответствии заданному химическому составу.

Наши рекомендации

В заключение хочу отметить, что производство пластин с PVD/CVD покрытием – это сложный и многогранный процесс, требующий квалифицированного персонала и современного оборудования. Не стоит экономить на качестве материала и покрытия, так как это может привести к значительному увеличению стоимости владения инструментами. Мы рекомендуем обращаться только к проверенным поставщикам, которые имеют опыт работы с различными типами материалов и покрытий. А также обязательно проводите контроль качества покрытия на всех этапах производства.

ООО Чжучжоу Чжижун Продвинутых Материалов постоянно совершенствует технологии производства пластин с PVD/CVD покрытием, чтобы предложить нашим клиентам самые современные и эффективные решения. Наш основной продукт – пластины для глубокого сверления – разработан для полной замены продуктов Kennametal (совместимые с Kennametal) как по геометрии, так и по производительности, со стабильным качеством и надежными сроками поставки. Мы обслуживаем промышленных клиентов в областях автомобильных компонентов, нефтегазового оборудования, изготовления пресс-форм и тяжелого машиностроения. Более подробную информацию о нашей продукции можно найти на сайте https://www.zrcarbide.ru.