Da die moderne Fertigung immer höhere Leistungsanforderungen an Komponenten stellt, insbesondere an solche, die unter extremen Bedingungen wie hohen Temperaturen, hohem Druck und starker Reibung arbeiten, gewinnt die Beschichtungstechnologie zunehmend an Bedeutung. Das Aufbringen von Hartbeschichtungen trägt maßgeblich zur Verbesserung der Werkzeughaltbarkeit, der Bearbeitungspräzision und der Gesamtproduktleistung bei. Die PVD-Oberflächenbehandlungstechnologie (Physical Vapor Deposition) ist führend in diesem Bereich und treibt den Fortschritt in der Beschichtungstechnologie voran.
Nr. 1: Was ist das PVD-Verfahren?
Beim PVD-Verfahren werden Beschichtungsmaterialien mithilfe physikalischer Methoden vom festen oder flüssigen in den gasförmigen Zustand überführt und anschließend durch Aufdampfen auf der Substratoberfläche abgeschieden, um eine gleichmäßige, harte und haltbare Beschichtung zu bilden. Im Vergleich zur herkömmlichen chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) liegen die Hauptvorteile von PVD in der Möglichkeit, Beschichtungen bei niedrigeren Temperaturen abzuscheiden, die Schichtdicke und -zusammensetzung präzise zu steuern sowie umweltfreundlich und energieeffizient zu sein.
Nr. 2 Vorteile von PVD in Hartbeschichtungen
Aufgrund ihrer einzigartigen Vorteile wird die PVD-Technologie häufig für die Herstellung von Hartstoffbeschichtungen eingesetzt, insbesondere in Bereichen, in denen hohe Härte, hervorragende Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit erforderlich sind. Zu den wichtigsten Vorteilen des PVD-Verfahrens zählen:
1. Ultrahohe Härte und Verschleißfestigkeit
PVD-Hartbeschichtungen erhöhen die Bauteilhärte deutlich. Durch die Abscheidung von Materialien wie TiN (Titannitrid), TiAlN (Titanaluminiumnitrid) und CrN (Chromnitrid) kann die Härte der Beschichtung 25–63 GPa oder sogar mehr erreichen. Diese Hartbeschichtungen verbessern effektiv die Verschleißfestigkeit, reduzieren den Oberflächenabrieb, erhöhen die Oxidationsbeständigkeit und verlängern die Lebensdauer von Werkzeugen, Formen und anderen Komponenten.
2. Ausgezeichnete Hochtemperaturbeständigkeit
PVD-Beschichtungen zeichnen sich durch eine hervorragende Hochtemperaturbeständigkeit aus und eignen sich daher ideal für Komponenten, die extremen Temperaturen, hoher Reibung oder chemischer Korrosion ausgesetzt sind. TiAlN-Beschichtungen beispielsweise bieten nicht nur eine außergewöhnliche Härte, sondern bewahren auch die strukturelle Stabilität bei hohen Temperaturen. Daher werden sie häufig in Schneidwerkzeugen und Formen für die Hochtemperaturbearbeitung eingesetzt.
3. Niedriger Reibungskoeffizient für verbesserte Bearbeitungseffizienz
PVD-Beschichtungen ermöglichen extrem niedrige Reibungskoeffizienten und reduzieren so Materialreibung und Verschleiß. Dies verbessert die Bearbeitungseffizienz und die Oberflächenqualität. Dies ist insbesondere bei Präzisionsbearbeitungen und Hochgeschwindigkeitsschneidprozessen von Vorteil.
4. Umweltfreundlich und hocheffizient
Im Vergleich zu herkömmlichen Beschichtungsverfahren benötigt das PVD-Verfahren keine großen Mengen schädlicher Chemikalien und ist somit eine umweltfreundliche Technologie. Darüber hinaus arbeiten PVD-Beschichtungsanlagen hocheffizient und ermöglichen eine schnelle Beschichtung, um den Anforderungen der Großproduktion gerecht zu werden.
Nr. 3 Anwendungsgebiete der PVD-Hartbeschichtung
PVD-Hartbeschichtungsanlagen für Hartbeschichtungen werden häufig in Branchen eingesetzt, die eine hohe Oberflächenqualität erfordern. Zu den wichtigsten Anwendungsbereichen gehören:
1. Schneidwerkzeuge und Formen
Im Werkzeug- und Formenbau, insbesondere bei Schneidwerkzeugen, die hohen Temperaturen und Reibung ausgesetzt sind, verbessern PVD-Beschichtungen die Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Härte deutlich. TiN-Beschichtungen werden häufig bei Drehwerkzeugen, Fräsern und Bohrern eingesetzt, während TiAlN-Beschichtungen häufig bei Hochgeschwindigkeitszerspanungsanwendungen zum Einsatz kommen und die Schneidleistung und Lebensdauer der Werkzeuge deutlich verbessern.
2. Automobilkomponenten
Für Motorkomponenten von Kraftfahrzeugen wie Zylinder, Kolben und Ventile bieten PVD-Hartbeschichtungen eine hervorragende Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und Verschleiß, verringern wirksam die Reibung, verlängern die Lebensdauer der Komponenten und verbessern die Gesamtleistung des Fahrzeugs.
4. Einführung der Zhenhua FMA0605 PVD-Hartbeschichtungsanlage
Ausstattungsvorteile
Effiziente Filterung von Lichtbogenmakropartikeln; Ta-C-Beschichtungen bieten sowohl hohe Effizienz als auch überlegene Leistung.
Erzielt ultrahohe Härte, hochtemperaturbeständige superharte Beschichtungen, einen niedrigen Reibungskoeffizienten und hervorragende Korrosionsbeständigkeit. Die durchschnittliche Härte erreicht 25–63 GPa.
Die Kathode verwendet eine Dual-Drive-Technologie, die eine vorn positionierte Spule und eine Permanentmagnetstapelung kombiniert und zusammen mit einem Ionenätzsystem und einer dreidimensionalen Mehrwinkelvorrichtung eine effiziente Abscheidung ermöglicht.
Ausgestattet mit einem Kathodenbogen mit großem Durchmesser, der hervorragende Kühleigenschaften unter Hochstrombedingungen gewährleistet. Die Lichtbogenpunktbewegungsgeschwindigkeit ist schnell, die Ionisationsrate hoch und die Abscheidungsrate hoch. Dies ermöglicht die Abscheidung dichterer und glatterer Beschichtungen mit hervorragender Oxidationsbeständigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit.
Anwendungsbereich:
Die Anlage kann AlTiN, AlCrN, TiCrAlN, TiAlSiN, CrN und andere hochtemperaturbeständige superharte Beschichtungen auftragen, die in großem Umfang in Formen, Schneidwerkzeugen, Stempeln, Automobilkomponenten, Kolben und anderen Produkten verwendet werden.
— Dieser Artikel wurde veröffentlicht vonPVD-HartbeschichtungsanlagenZhenhua-Vakuum
Veröffentlichungszeit: 20. Februar 2025