Perinteiset menetelmät kovien pinnoitteiden levittämiseksi

1. Terminen CVD-tekniikka

Kovapinnoitteet ovat enimmäkseen metallikeraamipinnoitteita (TiN jne.), jotka muodostuvat pinnoitteen metallin reaktion ja reaktiivisen kaasutuksen tuloksena. Aluksi termistä CVD-tekniikkaa käytettiin yhdistelmäreaktion aktivointienergian aikaansaamiseksi lämpöenergialla 1000 ℃:n korkeassa lämpötilassa. Tämä lämpötila soveltuu vain TiN:n ja muiden kovien pinnoitteiden kerrostamiseen kovametallityökaluille. Toistaiseksi se on edelleen tärkeä teknologia TiN-Al2O3-komposiittipinnoitteiden kerrostamiseen kovametallityökalujen päihin.

1. Ontto katodi-ionipinnoite ja kuumalanka-ionipinnoite

1980-luvulla leikkaustyökalujen pinnoittamiseen käytettiin onttokatodi-ionipinnoitusta ja kuumalanka-ionipinnoitusta. Molemmat ionipinnoitustekniikat ovat valokaaripurkaus-ionipinnoitustekniikoita, joiden metalli-ionisaatioaste on jopa 20–40 %.

1. Katodi-ionipinnoite

Katodisen kaari-ionipinnoituksen synty on johtanut kovien pinnoitteiden kerrostamistekniikan kehitykseen muoteille. Katodisen kaari-ionipinnoituksen ionisaatioaste on 60–90 %, minkä ansiosta suuri määrä metalli-ioneja ja reaktiokaasuioneja pääsee työkappaleen pinnalle säilyttäen silti korkean aktiivisuuden, mikä johtaa reaktiokerrostumaan ja kovien pinnoitteiden, kuten TiN:n, muodostumiseen. Tällä hetkellä katodista kaari-ionipinnoitustekniikkaa käytetään pääasiassa kovien pinnoitteiden kerrostamiseen muoteille.

Katodinen valokaarilähde on kiinteän olomuodon haihdutuslähde ilman kiinteää sulaa allasta, ja valokaarilähteen sijainti voidaan mielivaltaisesti sijoittaa, mikä parantaa pinnoitustilan käyttöastetta ja lisää uunin kuormituskapasiteettia. Katodisten valokaarilähteiden muotoja ovat pienet pyöreät katodivalokaarilähteet, pylväsmäiset valokaarilähteet ja suorakaiteen muotoiset litteät suuret valokaarilähteet. Pienten valokaarilähteiden, pylväsmäisten valokaarilähteiden ja suurten valokaarilähteiden eri komponentit voidaan järjestää erikseen monikerroksisten kalvojen ja nanokerroksisten kalvojen kerrostamiseksi. Samaan aikaan katodisen valokaari-ionipinnoitteen korkean metalli-ionisaationopeuden ansiosta metalli-ionit voivat absorboida enemmän reaktiokaasuja, mikä johtaa laajaan prosessivalikoimaan ja yksinkertaiseen käyttöön erinomaisten kovien pinnoitteiden saamiseksi. Katodisella valokaari-ionipinnoituksella saadun pinnoitekerroksen mikrorakenteessa on kuitenkin karkeita pisaroita. Viime vuosina on kehitetty monia uusia tekniikoita kalvokerroksen rakenteen parantamiseksi, mikä on parantanut valokaari-ionipinnoitekalvon laatua.