| 硬質(zhì)合金數(shù)控刀具CVD涂層指南 | |||||||
| 涂層 | 涂層說明 | 膜厚 （μm) | 涂層成分 | 摩擦系數(shù) | 外觀顏色 | 應用領域 | |
| KA | TiN | 13~17 | TiCN+Al2O3+TiN | 0.3 | 金黃色 | 針對一般鋼件 | |
| KB | TiCN | 13~17 | TiCN+Al2O3 | 0.4 | 黑金剛 | 灰鑄鐵、球墨鑄鐵 | |
| KC | TiAlN | 13~17 | TiCN+Al2O3+TiN | 0.4 | 雙色 | 低碳鋼、合金鋼 | |
| KD | AlTi基 | 13~17 | TiCN+Al2O3 | 0.4 | 孔黃 | 綜合性能高 | |
| KE | AlTiSi基 | 9~9 | TiCN+Al2O3+TiN | 0.3 | 金黃色 | 不銹鋼等抗粘粘性鋼材 | |
| 工藝特點 | PVD物理氣相沉積 | CVD化學氣相沉積 |
|---|---|---|
| 真空度 | 10-2 to 10-4 mbar | 常壓或低真空 |
| 溫度 | 200-450℃ | 900-1050℃ |
| 沉積限制 | 視線法則 | 氣體能接觸到的任何表面 |
| 鍍膜工藝 | 物理氣相沉積 | 化學氣相沉積 |
| 膜厚 | 1-7 μm, 或納獅定制 | 5-12 μm, 最大20μm; |
| 基材限制 | 非真空揮發(fā)性 | 長時間耐高溫 |
| 表面光潔度 | 0.03-0.05μm | 需拋光處理 |
| 后處理 | 無需熱處理 | 工具鋼需后處理調(diào)制硬度 |
| 邊緣構造 | 無堆邊現(xiàn)象 | 厚膜，可打磨邊緣 |
CVD涂層和PVD涂層的差別
CVD僅限于耐高溫材料，和PVD鍍膜一樣，為保證涂層的結合力，基材表面光潔無油、無銹。
PVD DEB涂層——黑色耐高溫吸光-絕緣涂層-空氣耐高溫氧化不變色系列
DEB涂層：1-7微米膜厚絕緣參數(shù)可定制，1800HV硬度，耐高溫700°以上，300-400V耐擊穿。納獅硬質(zhì)多功能涂層系列，歡迎打樣測試。相比CG9碳膜系列，適合硬度耐磨、耐高溫吸光/絕緣工況。
對紅外、遠紅外有高達0.84以上吸收率（亮面吸收率為0.8，納獅實驗室測試）。
PVD CG9涂層——純黑耐高溫高吸光率-絕緣涂層系列——黑鈦裝飾鍍
CG9涂層為摻雜Cr金屬元素的碳膜，800HV一下顯微硬度，表處后0.88高吸光率，色值：L25-L30。50V-150V耐擊穿。250°以內(nèi)高溫防氧化。相比DLC涂層，防腐蝕效果略差（CG9涂層無表面致密層），但是黑度值和耐高溫效果更好。CG9是黑鈦一種，可做硬質(zhì)膜黑色裝飾鍍，適合不銹鋼、鋁合金（電鍍打底）、銅等各類金屬功能或裝飾需求。
CG9為P1200 PeCVD濺射工藝沉積，可以實現(xiàn)200℃以內(nèi)低溫鍍膜。甚至可以在部分高溫塑料上鍍膜。
對中紅外有高達0.88以上吸收率。需要做表面霧化處理。
吸光涂層應用
- 適用材料：金屬、玻璃、陶瓷、耐溫150℃以上塑料；
- 應用工況：適用于各類有超薄、真空無析出環(huán)境，要求涂層高吸光/消光、耐高溫、絕緣、高硬耐磨、耐腐蝕等需求。
- 其它：本涂層在不銹鋼、鉬合金、純銅、鋁合金、可伐合金、純金（用于高吸光高反射）等有豐富案例，可直接導入量產(chǎn)；
| 型號 | 吸光率 | 導電性 | 膜厚 | 表面硬度 | 耐氧化穩(wěn)定 |
|---|---|---|---|---|---|
| 型號 | 吸光率 | 導電性 | 膜厚 | 表面硬度 | 耐氧化穩(wěn)定 |
| DEB | 0.84 | 萬用表絕緣 | 3-8μm | 1800HV | 700-1000℃ |
| CG9 | 0.88 | 20MΩ | 3-8μm | 300HV | 250-300℃ |
耐高溫吸光涂層FAQs
納獅的DEB涂層是靈兮跟進一年多的研發(fā)項目，共有兩個涂層種類，主要針對紅外、中紅外波段吸收，因此有很好的吸熱效果，但是3-7微米的膜厚，且為金屬陶瓷膜，因此基本不影響散熱。目前吸光度0.82-0.88，受金屬基材耐溫限制，適配不同涂層種類。如果需要類似如刀工具涂層一樣耐磨，吸光度將進一步降低到0.76。
納獅DEB吸光涂層是基于工具鍍工藝，相對其它裝飾鍍吸光涂層，更高的結合力（HF1-HF2）、更高的膜硬度（800-2000HV），更好的高溫穩(wěn)定性（理論上1100℃，30分鐘；750℃ 6-10小時），700℃，-5pa無分解無真空析出。
大家最容易搜到的是浙江某材料研究所的，吸光能99%以上的超黑涂層，“該涂層可在多種基材表面沉積，同時可實現(xiàn)大面積批量制備，而且可適應高溫、低溫、真空、液體等極端服役環(huán)境。”很遺憾靈兮本人沒有用過，但是我不少客戶都找過他們，只能說應用工況不一樣。他們用沉積和不增加重量來描訴他們的超黑涂層，大概率也是真空鍍膜工藝。
靈兮猜測市面上的涂層更偏向于裝飾鍍，因此在耐高溫、耐磨性、結合力以及更復雜工況會有明顯差距。通常，裝飾鍍?nèi)狈Υ虻讓?，對基材有明顯挑選。
另外，還有一種納米管技術，也能實現(xiàn)超黑吸光涂層效果。受次啟發(fā)，假設在飛秒或者微觀腐蝕面上鍍本吸光涂層，吸光度應該會顯著提升。將金屬表面做微觀結構處理，目前在疏水涂層上有非常好的應用，類似于荷葉效應。同樣，在吸光領域應該也有非常好的實用效果，可以讓光線經(jīng)過多輪反射及漫反射，大幅削減溢出。
納獅DEB涂層，是目前少有的已量產(chǎn)的耐高溫氧化吸光涂層。
有。目前有四類客戶，并處于用途保密階段。目前主要用于大功率燈具、醫(yī)療核磁設備、中紅外吸收、和深空吸光。另外，本涂層為耐高溫絕緣，可用于核電、基站零件等。
- 納獅DEB吸光涂層為PVD真空鍍膜工藝，為來料加工，將工件掛鍍在250-450℃真空爐中，PVD真空沉積。
- 價格按裝爐量計算。通常12000-15000元一爐；如工件最大尺寸≥800mm，另加500元委外前處理費用。
如有機會隨爐打樣，則免費。 - 目前最大加工尺寸，φ600x850mm。對吸光要求和膜厚要求不高的客戶，最大可擴展為φ680x1700mm真空爐。
- 專爐，交期2-3天；隨爐打樣，因不定期開爐，約1個月。
可以，納米氧化鋁是一種典型的紅外吸收材料。合適的孔隙率和表面粗糙度，將會進一步提升吸收效果。納獅吸光涂層系列，更重要是的有一定的耐磨性和高結合力的工業(yè)或特殊用途，從而犧牲了部分吸光吸能。
01 納獅非貴金屬系列PVD雙極板電池優(yōu)勢
納獅已進入小試階段的雙極板防護涂層，在腐蝕電位、ICR：interface Resistance 接觸電阻，已經(jīng)優(yōu)于行業(yè)平均水平。納獅氫能燃料電池二代涂層，依然是摻雜型非貴金屬PVD涂層。我們深度和院校合作，始終保持業(yè)內(nèi)頭部水平。
納獅雙極板保護涂層參數(shù)
| 涂層類別 | 鍍膜方式 | ICR/mΩ*cm2 | 腐蝕電流uA/cm2 |
| RC | 濺射 | 1.06 | 1 |
| NC | 濺射 | 0.46 | 1 |
| NT | 濺射 | 0.11 | 1 |
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基于第七代SPARK真空鍍膜設備
為燃料電池定制的離子源和沉積爐腔設計，可提高雙極板的生產(chǎn)效率及穩(wěn)定性。同時，納獅提供包括清洗、拋光、臺車設計等完整雙極板生產(chǎn)設備及工藝方案。
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氫燃料電堆項目，是由納獅涂層Naxau AM事業(yè)部總經(jīng)理親自帶隊，并組建了新能源實驗室，通過實驗室模擬雙極板的工況、實際上機測試，快速提升涂層競爭力。
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02 關于氫能源涂層項目合作
納獅始終保持著與國內(nèi)外科研機構合作，并有新能源院士工作站。目前在氫能源、雙極板、復合集流體等新能源領域有一定的先發(fā)優(yōu)勢。我們提供雙極板涂層打樣服務，真空鍍膜機及工藝銷售，整套產(chǎn)線方案設計多方式合作。
我們可以從0開始，提供雙極板生產(chǎn)、預處理及鍍膜交付全套方案。
03 燃料電池雙極板真空鍍膜設備及產(chǎn)線
納獅定制型氫燃料電池鍍膜產(chǎn)線及設備。由納獅新能源院士工作站設計。
04 燃料電池雙極板部分參數(shù)
- 常用材料：不銹鋼、鈦、石墨；
- 雙極板厚度：0.05-0.2mm；
- 流道寬度：0. 5～2. 5mm；流道深度：0. 2～2. 5mm；尺寸偏差：≤8%；
- 流道底部粗糙度：Ra≤1.6μm；
- 流道傾角：θ 為 0° ～60°；
- 流道的長度：越長的流道引起的壓力損失越大, 后段反應氣濃度越低, 從而降低電池性能；
DLC涂層典型應用
- 高品質(zhì)傳動組件、精密零件、醫(yī)療器械、航空部件等
- 超光滑低摩擦系數(shù)，適用于加工粘黏的切削刀具、模具和沖壓工具
- ＜200℃的低溫PVD納米涂層工藝，適用于低溫回火工件
WcC（ ）、Ta-C、DLC（a-c：H）及金剛石涂層的區(qū)別
- WcC、Ta-C、a-c：H都是DLC的一個分類，只是習慣上人為做了區(qū)分
- WcC是納獅為手機行業(yè)定制開發(fā)的PVD涂層
- 膜厚會影響Ta-C涂層的顏色
| 涂層 | 硬度：HV | 膜厚：μm | 抗氧化溫度 | 摩擦系數(shù) | 外觀顏色 | 適合加工材質(zhì) |
| WcC | 1000-1300 | 1-2 | 700 | 0.15 | 深灰 | 專為微徑刀具＜1mm開發(fā)的涂層，適合加工不銹鋼、鈦合金、鋁合金 |
| Ta-C | 4000-6500 | 0.5-1 | 550 | 0.1 | 炫彩 | 適用于高硅含量的鋁和鋁合金，碳纖維，銅等有色金屬 |
| DLC | 2000 | 1-6 | 350 | 0.1 | 黑色 | 固態(tài)潤滑膜 |
| 金剛石 | 10000 | 2-12 | 650 | 0.01 | 黑灰 | 石墨，復合材料，碳纖維 |
DLC和Ta-C的性能比較
DLC常見應用
DLC涂層FAQs
工具鍍DLC通常厚度為1-3微米，其中包含了部分打底層的厚度。各個公司的DLC表面硬度略有不同，一般在1800HV~2200HV之間。裝飾鍍DLC在1微米以內(nèi)；但接近0.5微米時，DLC會出現(xiàn)炫彩，或者叫七彩DLC。均勻的、不同的顏色，可以反映出DLC的膜厚。
現(xiàn)代切削刀具的主要挑戰(zhàn)
高性能材料的應用漸增，加工難度也更高。材料有更高的硬度、抗拉強度、粘性、低熱傳導性、硬化層等，典型的難加工材料有沉淀硬化型不銹鋼、鈦合金、高溫合金等。 高效、環(huán)保成為切削加工的主要訴求。高速切削、干式切削等方式正在廣泛應用。 精度要求更高，刀具系統(tǒng)長久的穩(wěn)定性更重要。- 刀具種類3C銑刀、微鉆、鋼板鉆、絲錐、滾插刀、拉刀、模切刀等
納獅涂層在刀具上的優(yōu)勢
- 針對現(xiàn)代刀具的挑戰(zhàn)，納獅開發(fā)出獨特的ShRL四層刀具涂層系統(tǒng)。依次為最靠近基材的應力吸收S膜，第二層高硬度的耐磨h膜，第三層抗高溫的R膜，與最上面的底摩擦系數(shù)的L膜。
- PVD納米涂層具有超高的硬度，但大部分廠商的涂層都因為太硬而一開始切削就在刃口崩落了。納獅涂層的研發(fā)工程師在厚的高硬度h膜下設計了一層應力吸收S膜，大幅增加了硬膜的穩(wěn)定性，讓刀具壽命提升2到5倍，是涂層產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)舉。刃口硬涂層沒有微崩，切削出來的產(chǎn)品表面更光亮，符合高精度切削要求。
- 針對高速與干式切削帶來的大量溫度問題，納獅涂層在高硬度h膜上設計了一層抗高溫的R膜，讓切削熱盡量排斥在刀具外面，大部分熱量被切屑帶走。
- 最表面還需要針對被加工的材料設計一個低摩擦系數(shù)的L膜，不同粘性被加工材如不銹鋼、鈦合金、高溫合金等需要設計不同的L膜。
車刀片涂層
根據(jù)刀片的具體的加工形狀、機床參數(shù)（工藝、速度等）、被加工材料（熱處理工藝、硬度等），推薦使用不同的PVD刀片涂層。
對于終端客戶，批次加工材料固定，可以選用不銹鋼、高溫合金等專用刀片涂層。而針對需要備庫的經(jīng)銷商，則可以考慮通用涂層，應對不同加工材料需求。
| 涂層名稱 | 顏色 | 涂層硬度（HV） | 抗氧化溫度℃ | 摩擦系數(shù) | 涂層厚度μm | 應用推薦 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 復合TiN | 金黃 | 2000 | 500 | 0.25 | 2-3 | 通用鋼件加工；抗粘黏性較好 |
| TX-S | 金黃 | 3500 | 800 | 0.25 | 4-6 | 普通鋼材、鑄鐵、不銹鋼通用涂層 |
| AML | 紫黑色 | 3300 | 800 | 0.3 | 3-4 | 一般鋼件加工 |
| AMR | 古銅色 | 4200 | 1000 | 0.3 | 2-3 | 針對不銹鋼、高硬材料；耐磨耐高溫 |
| AMT | 灰色 | 4000 | 1200 | 0.3 | 3-4 | 針對高硬、鎳基合金等難加工材料 |
有用信息：
- 納獅刀片涂層應用推薦，是經(jīng)過客戶對比測試的大數(shù)據(jù)匯總而成。如果刀具壽命不理想，可以嘗試更換基材和刀型。同時，我們也歡迎提供對比樣件測試，以不斷提升涂層品質(zhì)。
- 納獅PVD刀片涂層專頁下載
PVD應用常用刀具
典型刀具涂層應用
鈦合金材料加工過程中切削力大、溫度高，導致刀具磨損快、加工過程時變性增強，雖然保證了構件的尺寸和形位精度滿足設計要求，但是工件表面會出現(xiàn)加工刀痕、棱邊損傷、表面微裂紋、加工硬化、組織損傷等表面完整性問題。
利用Hipims技術制備TiB2 涂層，具有高離化率特征，能量高，制備涂層致密，應力小，不容易崩卻。同時TiB2 涂層刀具表面氧化所產(chǎn)生的 B2O3 液化膜，起自潤滑作用，減少粘粘。具有較小磨損量，可以有效延長鈦合金切削加工刀具的使用壽命。
利用Hipims技術制備TiB2 涂層，具有高離化率特征，能量高，制備涂層致密，應力小，不容易崩卻。同時TiB2 涂層刀具表面氧化所產(chǎn)生的 B2O3 液化膜，起自潤滑作用，減少粘粘。具有較小磨損量，可以有效延長鈦合金切削加工刀具的使用壽命。
現(xiàn)代成型模具的主要挑戰(zhàn)
- 鋼板的硬度、強度都越來越高，讓模具有各種嚴重磨損、拉傷、粘料等問題。
- 同時，客戶還要求更高的產(chǎn)品精度與更長的模具壽命。
- 傳統(tǒng)表面處理工藝TD，雖然硬度夠高，但由于處理溫度太高，模具常會變形，甚至開裂報廢。
- 涂過層的模具還是會拉傷。
納獅涂層在成型模具上的優(yōu)勢
- 針對現(xiàn)代成型模具的挑戰(zhàn)，納獅開發(fā)出獨特的“杜霸”涂層系列。我們先在模具鋼材表面低壓滲入一個50-200微米的硬化層，接著在硬化層的支撐上沉積我們獨特的SXL膜。依次為應力吸收S膜，再來是一層非常厚的應力吸收膜與高硬度膜交叉累積5000多層的X膜，最上面再沉積一層底摩擦系數(shù)的L膜來防止粘料。
- 杜霸涂層的總厚度最高可達到一般PVD涂層的40倍，所以碰到?jīng)_壓成型中的硬質(zhì)點時也不會被拉傷，模具壽命與產(chǎn)品表面精度都大幅改善。
- 杜霸是一個低溫工藝，模具不會變形與開裂。我們甚至能夠處理補焊過的模具，超越傳統(tǒng)TD工藝的限制。
現(xiàn)代壓鑄模具的主要挑戰(zhàn)
● 更高的生產(chǎn)力是現(xiàn)代壓鑄產(chǎn)業(yè)永無止境的訴求，壓鑄模具的工藝環(huán)境就在更高溫、高壓、高速下有面臨了新的挑戰(zhàn)。
● 就在原本惡劣的工藝環(huán)境之下產(chǎn)業(yè)還要求壓鑄的產(chǎn)品要達到更高的精度，甚至一次成型，不做任何二次加工。
納獅涂層在壓鑄模具上的優(yōu)勢
● 針對現(xiàn)代壓鑄模具的挑戰(zhàn)，納獅開發(fā)出獨特的“杜霸”壓鑄涂層系列。我們先在模具鋼材表面低壓滲入一個50-200微米的硬化層，接著在硬化層的支撐上沉積我們獨特的SGL膜。依次為應力吸收S膜，再來是一層非常厚的低熱傳導速率膜與高硬度膜交叉累積1500多層的G膜，最上面再沉積一層低摩擦系數(shù)的L膜來防止粘料。
● 杜霸壓鑄涂層的低熱傳導速率G膜可有效減緩壓鑄模具上冷熱變化的幅度，延遲模具因快速冷熱所產(chǎn)生的熱沖擊疲勞。同時200微米厚的硬質(zhì)復合涂層能夠承受壓鑄中的高壓并減少表面磨損，保持精度。
現(xiàn)代塑料模具的主要挑戰(zhàn)
● 大部分塑料射出產(chǎn)品都是外觀件，對產(chǎn)品表面質(zhì)量有最嚴苛的要求，任何模具表面的問題與缺陷都會完全反映在射出產(chǎn)品上。
● 塑料模具除了有表面刮花、磨損等表面硬度不夠的問題，還同時有腐蝕的問題。而市面上的耐磨涂層大都不耐腐蝕。
● 塑料模具表面常會做各種蝕紋、咬花、鏡面拋光等處理，市面上大部分的涂層技術顆粒過大，會影響塑料模具原來處理好的各種花紋與鏡面，塑料模具需要一個更精密的涂層。
納獅涂層在塑料模具上的優(yōu)勢
● 針對現(xiàn)代塑料模具的挑戰(zhàn)，納獅開發(fā)出 申請中的“?？啤蓖繉酉盗小：？仆繉邮鞘澜缟系谝粋€能夠同時耐腐蝕又耐高溫的超硬涂層。
● ?？仆繉映晒Πl(fā)揮了SPARK 6無液滴的技術優(yōu)勢，無液滴的?？仆繉涌赏耆３炙芰夏＞吒鞣N表面精密的蝕紋與高鏡面，模具師傅完美的工藝受到?？仆繉訄杂驳谋Ｗo。
● ?？仆繉颖砻娴牡湍Σ料禂?shù)L涂層還可以改善塑料流動性，提高充型能力，使脫模更容易。