Традиційні методи нанесення твердих покриттів

1. Технологія термічного CVD

Тверді покриття – це здебільшого металокерамічні покриття (TiN тощо), які утворюються в результаті реакції металу в покритті та реактивної газифікації. Спочатку для забезпечення енергії активації комбінаційної реакції за допомогою теплової енергії за високої температури 1000 ℃ використовувалася технологія термічного CVD. Ця температура підходить лише для нанесення TiN та інших твердих покриттів на твердосплавні інструменти. Досі вона залишається важливою технологією для нанесення композитних покриттів TiN – Al2O3 на твердосплавні інструментальні головки.

1. Іонне покриття з порожнистим катодом та іонне покриття з гарячим дротом

У 1980-х роках для нанесення покриття на ріжучі інструменти використовувалися іонні покриття з порожнистим катодом та дугове іонне покриття гарячим дротом. Обидві ці технології іонних покриттів є технологіями дугового розряду з коефіцієнтом іонізації металу до 20%~40%.

1. Катодно-дугове іонне покриття

Поява катодно-дугового іонного покриття призвела до розвитку технології нанесення твердих покриттів на форми. Швидкість іонізації катодно-дугового іонного покриття становить 60%~90%, що дозволяє великій кількості іонів металів та іонів реакційного газу досягати поверхні заготовки та зберігати високу активність, що призводить до реакційного осадження та утворення твердих покриттів, таких як TiN. Наразі технологія катодно-дугового іонного покриття в основному використовується для нанесення твердих покриттів на форми.

Катодне дугове джерело є твердотільним випаровувальним джерелом без фіксованої розплавленої ванни, і положення дугового джерела може бути довільним, що покращує коефіцієнт використання простору приміщення для нанесення покриття та збільшує вантажопідйомність печі. Форми катодних дугових джерел включають малі круглі катодні дугові джерела, стовпчасті дугові джерела та прямокутні плоскі великі дугові джерела. Різні компоненти малих дугових джерел, стовпчастих дугових джерел та великих дугових джерел можуть бути розташовані окремо для нанесення багатошарових плівок та нанобагатошарових плівок. Тим часом, завдяки високій швидкості іонізації металу катодного дугового іонного покриття, іони металів можуть поглинати більше реакційних газів, що призводить до широкого діапазону процесів та простоти експлуатації для отримання чудових твердих покриттів. Однак у мікроструктурі шару покриття, отриманого катодним дуговим іонним покриттям, є грубі краплі. В останні роки з'явилося багато нових технологій для вдосконалення структури плівкового шару, що покращило якість плівки дугового іонного покриття.