CVD или PVD
В 1969 году Нил Амстронг ступает на поверхность Луны, Чарли Клайн отправляет первое электронное письмо со словом «login», а компания Sandvik Coromant представляет первые серийные образцы сменных многогранных пластин с износостойкими покрытиями CVD.
CVD (Chemical Vapor Deposition) – процесс, используемый для получения высокочистых твердых покрытий путем химического осаждения при высоких температурах 800-1000 градусов Цельсия.
Для улучшения свойств металлорежущего инструмента используют покрытия с кристаллической структурой из химически инертных и тугоплавких соединений: карбид титана, нитрид титана, оксид алюминия.
Первые однослойные примитивные покрытия из TiC толщиной 4-7 мкм, наносимые на неперетачиваемые токарные многогранные твердосплавные пластины, способствовали повышению производительности на 50% за счет увеличения скоростей со 100-120 до 150-200 м/мин.
Тем не менее технология CVD имеет свои недостатки: высокие температуры нанесения — негативно влияют на подложку; минимальная толщина составляет 4 мкм; химикаты используемые для процесса покрытия инструмента и побочные продукты, являются токсичными, огнеопасными и разъедающими веществами.
Первенство советских, а затем и российских разработок в создании второго по объему рынка технологии нанесения покрытий на режущий инструмент за PVD методом. В СССР в 80-е это называлось КИБ (конденсация с ионной бомбардировкой), но из-за многих специфических особенностей нашего отечества технология PVD успешно и обширно получила индустриальное применение у зарубежных фирм.
PVD (Physical Vapor Deposition) – вакуумное напыление покрытий, при котором тонкая защитная пленка получается путём прямой конденсации пара наносимого материала 2-6 мкм.
Популярность этого метода определилась в первую очередь тем фактом, что PVD наиболее успешно улучшает свойства тех режущих инструментов, где технология CVD неэффективна и бесполезна. Во-первых PVD реализуется при более низких температурах, не больше 500 градусов Цельсия, что позволяет покрывать даже быстрорежущие стали и твердосплавные пластины, не нанося урона подложке и сохраняя все качественные показатели основы. Во-вторых, PVD можно нанести равномерно на острую кромку инструмента, что не вызывает ее притупления. Таким образом, данный метод успешно применяется на мелкозернистых материалах и концевых фрезах малого диаметра. Для нанесения покрытий используют: TiN, TiAlN, TiCN.
Из минусов PVD можно отметить следующее: тонкий слой — максимум 5 мкм; физическое осаждение в вакууме получается дороже: сложный технологический процессом + аппаратура + высококвалифицированные специалисты.
Что же брать?
Тонкое PVD не может соперничать с многослойным мощным покрытием CVD, суммарная величина которого может составлять 20 мкм в тяжелой черновой обработке стали, чугуна, закаленных материалов. Но для обработки вязких нержавеющих, жаропрочных сталей и цветных материалов нужна острая прочная кромка, которую может обеспечить только PVD покрытие, так же оно будет кстати и при точной чистовой обработки.
Использованы материалы: Sandvik, DormerPramet