气相沉积技术在模具制造中是如何应用的?
- 气相沉积是通过气相中发生的物理、化学过程,改变表面成分,工件表面形成功能性(例如超硬耐磨层或具有特殊的光学、电学性能)或装饰性的化合物涂层的新技术。气相沉积通常是在工件表面覆盖厚为0.5 –l0μm的一层过渡族元素(钛、钒、铬、错、钨、钼、钽、铌及铪)与碳、氮、氧和硼的化合物。按过程的主要属性可将气相沉积分为化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)两大类。气相沉积是模具表面强化的新技术之一,已广泛应用于各类模具的表面硬化处理,主要应用的沉积层为TiC、TiN、Ti (C,N)。
用CVD技术可以在各种工模具材料上沉积TiC、TiN、Ti(C,N)薄膜,表8-11为化学气相沉积覆层模具的寿命对比。
表8-12 列出了三种PVD法与CVD法的特性比较,可供参考选用。
表8-11 化学气相沉积覆层模具的寿命对比沉积层种类
模具名称
钢号
未沉积的平均寿命
沉积后平均寿命
提高使用寿命倍数
TiN
模圈
Cr12
150-200次
1100-1900次
6-8
TiN
Ml0六方上冲模
Cr12MoV
2.5*104次
10*104次
3
TiN
M6切边模
9 CrSi
(2-3)*104次
7*104次
3
Ti(C,N)
行车碗下模
Cr12
5*104次
30*104次
5
Ti(C,N)
锯片轧辊
Cr12MoV
3个月
21个月
6
Ti(C,N)
冲孔模
Cr12
3天
15天
4
表8-12 几种PVD法和CVD法的特性比较
项 目
PVD法
CVD法
真空蒸镀
阴极溅射
离子镀
镀金属
可以
可以
可以
可以
镀合金
可以,但困难
可以
可以,但困难
可以
镀高熔点化合物
可以,但困难
可以
可以,但困难
可以
沉积粒子的能量/eV
0.1-1
1-10
30-1000
沉积速度;μm . min-1
0. 1~75
0.01-2
0.1-50
较快
沉积膜的密度
较低
高
高
高
孔隙度
中
小
小
极小
基体与镀层的连接
没有合金相
没有合金相
有合金相
有合金相
黏结力
差
好
最好
最好
均镀能力
不好
好
好
好
镀覆机理
真空蒸发
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