Konwencjonalne techniki osadzania twardych powłok

1. Technologia termicznego CVD

Twarde powłoki to głównie powłoki metalowo-ceramiczne (TiN itp.), które powstają w wyniku reakcji metalu w powłoce i reaktywnego zgazowania. Początkowo technologia CVD termicznego była stosowana w celu zapewnienia energii aktywacji reakcji kombinowanej za pomocą energii cieplnej w wysokiej temperaturze 1000 ℃. Temperatura ta nadaje się jedynie do osadzania TiN i innych twardych powłok na narzędziach z węglika spiekanego. Jak dotąd jest to nadal ważna technologia osadzania powłok kompozytowych TiN – Al2O3 na głowicach narzędzi z węglika spiekanego.

1. Powłoka jonowa z katodą wnękową i powłoka jonowa z łukiem elektrycznym

W latach 80. XX wieku do osadzania powłok na narzędziach skrawających stosowano powłoki jonowe z katodą wnękową i powłoki jonowe z gorącym drutem. Obie te technologie powłok jonowych to technologie powłok jonowych z wyładowaniem łukowym, ze współczynnikiem jonizacji metalu do 20%~40%.

1. Powłoka jonowa łuku katodowego

Pojawienie się katodowego łukowego jonizowania doprowadziło do rozwoju technologii osadzania twardych powłok na formach. Szybkość jonizacji katodowego łukowego jonizowania powłok wynosi 60%~90%, co pozwala dużej liczbie jonów metali i jonów gazów reakcyjnych dotrzeć do powierzchni przedmiotu obrabianego i nadal utrzymywać wysoką aktywność, co skutkuje osadzaniem reakcji i tworzeniem twardych powłok, takich jak TiN. Obecnie technologia katodowego łukowego jonizowania powłok jest głównie stosowana do osadzania twardych powłok na formach.

Źródło łuku katodowego jest źródłem parowania w stanie stałym bez stałego zbiornika stopionego materiału, a położenie źródła łuku można dowolnie umieścić, co poprawia wykorzystanie przestrzeni pomieszczenia do powlekania i zwiększa pojemność ładowania pieca. Kształty źródeł łuku katodowego obejmują małe okrągłe źródła łuku katodowego, źródła łuku kolumnowego i prostokątne płaskie duże źródła łuku. Różne komponenty małych źródeł łuku, źródeł łuku kolumnowego i dużych źródeł łuku można rozmieszczać oddzielnie, aby osadzać wielowarstwowe filmy i nanowarstwowe filmy. Tymczasem ze względu na wysoką szybkość jonizacji metalu katodowej powłoki jonowej łuku, jony metalu mogą absorbować więcej gazów reakcyjnych, co skutkuje szerokim zakresem procesu i prostą obsługą w celu uzyskania doskonałych twardych powłok. Jednak w mikrostrukturze warstwy powłoki uzyskanej przez katodową powłokę jonową łuku występują grube krople. W ostatnich latach pojawiło się wiele nowych technologii w celu udoskonalenia struktury warstwy filmu, co poprawiło jakość filmu powłoki jonowej łuku.