刀具鍍層-超硬薄膜被覆材

超硬薄膜被覆:

在硬質合金表面以TiC,TiN,TiCN,Al2O3…等硬質陶瓷被覆數μm者，可以比WC系超硬合金更高的速度使用，也可比陶瓷更高的進刀量切削。其被覆方式有CVD法(化學蒸著法)及PVD法(物理蒸著法)。

被覆方式:

被覆法	CVD法(化學蒸著法)	PVD法(物裡蒸著法)
介紹	利用氣體化學反應，以約1000°C左右的溫度被覆。	將被覆層的主要成分金屬蒸發離子化，與氣體反應而在負極處理的母材(約500°C左右)被覆TiN等方法。
優點	1.母材可以全面均一被覆。 2.由於處理溫度，所以被覆層和母材的密著強度高。 3.相異的被覆層可以很容易的僅以氣體切換 4.由於可以以大量地被覆處理，所以處理成本低。	1.處理溫度低，所以幾乎沒有熱變形 2.被覆粒子微細瑣已可已在銳利的刀尖直接被覆。 3.在被覆層壓縮應力作用，所以有利強度。 4.安全且無公害所已無需排氣處理設備
缺點	1.在接近母材表面易生成脫碳等變質層。 2.由於處理溫度高所以容易起尺寸變化及變形。 3.在被覆層容易產生聲熱應力，由於母材的種類伴隨著拉應力在表面發生龜裂。 4.由於生成HCl等，所以必須排氣處理。	1.母材與被覆層密著性小，所以於不適用大剪斷力作用處及要求大耐磨耗性之處。 2.迴轉不易所以必須賦與母材迴轉機構，對孔內部均一被覆也不易。 3.母材附加電壓的場合多，所以需要保持試料及裝配裕鍍，處理能力受限，很輕易地提高成本。

鍍層薄膜被覆材需求特性:

1. 硬度
2. 耐磨耗
3. 那熔著性
4. 耐氧化性
5. 耐蝕性
6. 韌性
7. 疲勞強度
8. 耐熱疲勞性
9. 耐剝離

刀具常見鍍層薄膜特性應用:

鍍層如同刀具之盔甲，具有強大的防護、耐酸、耐氧化抗磨耗等特性，可大幅增加刀具的壽命，使工件表面品質提昇，增進製造效率與品質優良率。

塗層處理必須適材適性，才能在使用的條件件下發揮高性能，故要了解各鍍層特性，然後再應用於切削刀具上達到更好效果。

鍍層薄膜	碳氮化鈦 TiCN	氮化鈦膜 TiN	氮化鋁鈦膜 TiAlN	氮化鉻膜 CrN	鑽石膜 DLC、ADLC、PVDD
色澤	灰色	金黃色	暗紫色	銀白色	黑色
硬度HV	3000	2400	2800	1850	4000-6000
膜厚	1-4μm	3μm	2-5μm	2-5μm	1-2μm
摩擦係數	0.3	0.4	0.4	0.45	0.1
製程溫度	450°C	450°C	450°C	300-450°C	200°C
耐氧化溫度	450°C	550°C	800°C	700°C	350°C
RA面粗糙度	0.20	0.20	0.20	0.20
使用特性	抗磨耗	抗磨耗	抗磨耗、耐氧(酸)化	耐氧化、防腐蝕	抗磨耗、防腐蝕
應用範圍	HSS切削刀具銑刀、鑽頭、絲攻、衝棒、塑膠模、沖壓模…等。	HSS切削刀具銑刀、鑽頭、絲攻、螺絲帽、衝棒、車刀片、塑膠模、生醫零件、CDR模仁…等。	WC高速切削用刀具、衝棒、車刀片、銑刀、鑽頭、白鐵螺絲用沖模具…等。	塑膠模、壓鑄模、橡膠模、零件工具…等。	非金屬類切削用刀具、塑膠模、壓鑄模、沖壓模、零件工具、活賽梢…等。

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