Konvenční techniky pro nanášení tvrdých povlaků

1. Technologie termálního CVD

Tvrdé povlaky jsou většinou metalokeramické povlaky (TiN atd.), které vznikají reakcí kovu v povlaku a reaktivním zplyňováním. Zpočátku se k zajištění aktivační energie kombinované reakce tepelnou energií při vysoké teplotě 1000 °C používala technologie termálního CVD. Tato teplota je vhodná pouze pro nanášení TiN a dalších tvrdých povlaků na nástroje ze slinutého karbidu. Doposud je to stále důležitá technologie pro nanášení kompozitních povlaků TiN – Al2O3 na nástroje ze slinutého karbidu.

1. Iontový povlak s dutou katodou a iontový povlak s horkým drátem

V 80. letech 20. století se k nanášení povlaků na řezné nástroje používalo iontové nanášení s dutou katodou a iontové nanášení horkým drátem. Obě tyto technologie iontového nanášení jsou technologiemi iontového nanášení s obloukovým výbojem s mírou ionizace kovu až 20 % až 40 %.

1. Katodový obloukový iontový povlak

Vznik katodického obloukového iontového povlakování vedl k vývoji technologie nanášení tvrdých povlaků na formy. Rychlost ionizace katodického obloukového iontového povlakování je 60 % až 90 %, což umožňuje velkému množství kovových iontů a iontů reakčního plynu dosáhnout povrchu obrobku a přitom si zachovat vysokou aktivitu, což vede k reakční depozici a tvorbě tvrdých povlaků, jako je TiN. V současné době se technologie katodického obloukového iontového povlakování používá hlavně k nanášení tvrdých povlaků na formy.

Katodový obloukový zdroj je zdroj s pevným odpařováním bez pevné taveniny a poloha zdroje oblouku může být libovolně umístěna, což zlepšuje využití prostoru v povlakovací místnosti a zvyšuje kapacitu pece. Tvary katodových obloukových zdrojů zahrnují malé kruhové katodové obloukové zdroje, sloupcové obloukové zdroje a obdélníkové ploché velké obloukové zdroje. Různé komponenty malých obloukových zdrojů, sloupcových obloukových zdrojů a velkých obloukových zdrojů lze uspořádat samostatně pro nanášení vícevrstvých filmů a nano vícevrstvých filmů. Díky vysoké rychlosti ionizace kovu při katodickém obloukovém iontovém povlakování mohou kovové ionty absorbovat více reakčních plynů, což vede k širokému rozsahu procesů a jednoduchému provozu pro získání vynikajících tvrdých povlaků. V mikrostruktuře povlakové vrstvy získané katodickým obloukovým iontovým povlakováním se však vyskytují hrubé kapky. V posledních letech se objevilo mnoho nových technologií pro zdokonalení struktury vrstvy filmu, což zlepšilo kvalitu filmu povlaku naneseného obloukovým iontovým povlakem.