Tecniche convenzionali per la deposizione di rivestimenti duri

1. Tecnologia CVD termica

I rivestimenti duri sono per lo più rivestimenti metallo-ceramici (TiN, ecc.), che si formano dalla reazione del metallo nel rivestimento e dalla gassificazione reattiva. Inizialmente, la tecnologia CVD termica veniva utilizzata per fornire l'energia di attivazione della reazione di combinazione mediante energia termica ad un'alta temperatura di 1000 °C. Questa temperatura è adatta solo per depositare TiN e altri rivestimenti duri su utensili in carburo cementato. Ad oggi, rimane una tecnologia importante per la deposizione di rivestimenti compositi TiN-Al2O3 su teste di utensili in carburo cementato.

1. Rivestimento ionico a catodo cavo e rivestimento ionico ad arco di filo caldo

Negli anni '80, per la deposizione di rivestimenti sugli utensili da taglio, si utilizzavano la deposizione ionica a catodo cavo e la deposizione ionica ad arco con filo caldo. Entrambe queste tecnologie di rivestimento ionico si basano sulla scarica ad arco, con un tasso di ionizzazione del metallo che può raggiungere il 20%-40%.

1. Rivestimento ionico ad arco catodico

L'avvento della deposizione ionica ad arco catodico ha portato allo sviluppo della tecnologia di deposizione di rivestimenti duri sugli stampi. Il tasso di ionizzazione della deposizione ionica ad arco catodico è del 60%~90%, consentendo a un gran numero di ioni metallici e ioni del gas di reazione di raggiungere la superficie del pezzo mantenendo un'elevata attività, con conseguente deposizione reattiva e formazione di rivestimenti duri come il TiN. Attualmente, la tecnologia di deposizione ionica ad arco catodico è utilizzata principalmente per depositare rivestimenti duri sugli stampi.

La sorgente ad arco catodico è una sorgente di evaporazione allo stato solido senza un bagno di fusione fisso e la sua posizione può essere scelta liberamente, migliorando l'utilizzo dello spazio nella camera di rivestimento e aumentando la capacità di carico del forno. Le forme delle sorgenti ad arco catodico includono piccole sorgenti circolari, sorgenti colonnari e grandi sorgenti rettangolari piatte. I diversi componenti delle sorgenti, che possono essere piccole, colonnari o di grandi dimensioni, possono essere disposti separatamente per depositare film multistrato e film nanomultistrato. Allo stesso tempo, grazie all'elevato tasso di ionizzazione del metallo nel processo di rivestimento ionico ad arco catodico, gli ioni metallici possono assorbire una maggiore quantità di gas di reazione, con conseguente ampia gamma di processi e semplicità operativa per ottenere rivestimenti duri di eccellente qualità. Tuttavia, nella microstruttura dello strato di rivestimento ottenuto con il processo di rivestimento ionico ad arco catodico sono presenti goccioline grossolane. Negli ultimi anni, sono emerse numerose nuove tecnologie per affinare la struttura dello strato di rivestimento, migliorando così la qualità del film ottenuto con il processo di rivestimento ionico ad arco.