روش‌های مرسوم برای رسوب‌دهی پوشش‌های سخت

1. فناوری CVD حرارتی

پوشش‌های سخت عمدتاً پوشش‌های سرامیکی فلزی (TiN و غیره) هستند که با واکنش فلز در پوشش و گازسازی واکنشی تشکیل می‌شوند. در ابتدا، از فناوری CVD حرارتی برای تأمین انرژی فعال‌سازی واکنش ترکیبی توسط انرژی حرارتی در دمای بالای 1000 درجه سانتیگراد استفاده می‌شد. این دما فقط برای رسوب‌دهی TiN و سایر پوشش‌های سخت روی ابزارهای کاربید سیمانی مناسب است. تاکنون، این فناوری هنوز هم یک فناوری مهم برای رسوب‌دهی پوشش‌های کامپوزیتی TiN-Al2O3 روی سر ابزارهای کاربید سیمانی است.

1. پوشش یونی کاتد توخالی و پوشش یونی قوس سیم داغ

در دهه ۱۹۸۰، پوشش یونی کاتدی توخالی و پوشش یونی قوس سیم داغ برای رسوب‌دهی ابزارهای برش پوشش داده شده استفاده می‌شد. هر دوی این فناوری‌های پوشش یونی، فناوری‌های پوشش یونی تخلیه قوسی هستند که نرخ یونیزاسیون فلز آنها تا ۲۰٪ تا ۴۰٪ است.

1. پوشش یونی قوس کاتدی

ظهور کاتدگذاری یون قوس کاتدی منجر به توسعه فناوری رسوب پوشش‌های سخت روی قالب‌ها شده است. نرخ یونیزاسیون پوشش یون قوس کاتدی 60٪ تا 90٪ است که به تعداد زیادی از یون‌های فلزی و یون‌های گاز واکنش اجازه می‌دهد تا به سطح قطعه کار برسند و همچنان فعالیت بالایی را حفظ کنند که منجر به رسوب واکنش و تشکیل پوشش‌های سخت مانند TiN می‌شود. در حال حاضر، فناوری پوشش یون قوس کاتدی عمدتاً برای رسوب پوشش‌های سخت روی قالب‌ها استفاده می‌شود.

منبع قوس کاتدی یک منبع تبخیر حالت جامد بدون حوضچه مذاب ثابت است و موقعیت منبع قوس را می‌توان به دلخواه قرار داد که باعث بهبود میزان استفاده از فضای اتاق پوشش و افزایش ظرفیت بارگیری کوره می‌شود. شکل‌های منابع قوس کاتدی شامل منابع قوس کاتدی دایره‌ای کوچک، منابع قوس ستونی و منابع قوس بزرگ مسطح مستطیلی است. اجزای مختلف منابع قوس کوچک، منابع قوس ستونی و منابع قوس بزرگ را می‌توان به طور جداگانه برای رسوب فیلم‌های چند لایه و فیلم‌های چند لایه نانو تنظیم کرد. در همین حال، به دلیل سرعت بالای یونیزاسیون فلز پوشش یون قوس کاتدی، یون‌های فلزی می‌توانند گازهای واکنش بیشتری را جذب کنند که منجر به طیف وسیعی از فرآیند و عملیات ساده برای به دست آوردن پوشش‌های سخت عالی می‌شود. با این حال، قطرات درشتی در ریزساختار لایه پوشش حاصل از پوشش یون قوس کاتدی وجود دارد. در سال‌های اخیر، بسیاری از فناوری‌های جدید برای اصلاح ساختار لایه فیلم پدیدار شده‌اند که کیفیت فیلم پوشش یون قوس را بهبود بخشیده است.