靶材在工具镀膜工艺中的应用
靶材在工具镀膜工艺中扮演着核心材料的角色,主要通过物理气相沉积(PVD)技术,在刀具、模具等工具表面制备高性能薄膜,显著提升其耐磨性、耐腐蚀性、使用寿命及加工性能。
在切削刀具领域,氮化钛(TiN)、氮化铝钛(TiAlN)、氮化铬(CrN)等硬质涂层是最典型的应用。通过溅射工艺,将这些陶瓷靶材沉积于高速钢或硬质合金刀具表面,可形成一层微米级超硬薄膜。该涂层硬度极高(最高可达3000 HV以上),有效减少刀具在高速切削中的磨损,同时其低摩擦系数可减少切削阻力,降低加工温度,从而使刀具寿命提高3至10倍,并允许更高的切削速度,提升加工效率。
在成型模具与精密部件领域,类金刚石(DLC)薄膜和复合氮化物涂层应用广泛。DLC涂层不仅具备高硬度和极低摩擦系数,还拥有良好的化学惰性,适用于铝压铸模、注塑模及汽车发动机零部件,可有效防止熔融金属粘连、减少脱模阻力,并抵抗腐蚀性介质侵蚀。此外,通过使用铬靶、钼靶或复合合金靶材制备的多层梯度涂层,能够更好地匹配基体与涂层间的热膨胀系数,增强膜基结合力,避免涂层在高温高压工况下剥落。
靶材的性能直接影响最终涂层的质量。高纯度、高密度及均匀结晶取向的靶材能保证沉积薄膜成分精确、结构致密且厚度均匀。随着绿色制造与智能制造需求的提升,工具镀膜工艺正向多元化、复合化方向发展,如开发自适应智能涂层、纳米多层结构涂层等,这些都离不开新型高性能靶材的支撑。因此,靶材技术的进步持续推动着工具镀膜行业向更高效、更耐用的方向发展。