纳米涂层技术到底是什么？怎样应用在压铸模具上？
一、纳米材料与纳米涂层简介1、什么是纳米材料？ （1）纳米（nanometrer）是一个度量单位，1纳米（nm）等于10-9米。 （2）纳米材料（nano material），就是指用直径达到纳米级（1~100nm）的微小粒子制成的各种材料。2、为何纳米材料的性能比普通材料更优？当构成物质的颗粒尺寸进入纳米尺度，特别是几个纳米时，因其内部粒子间的结构形态将发生根本性变化，从而使得一系列的物理性能都更加优化，甚至发生本质上的变化，比如硬度、韧性、耐热性、防腐性能等等。3、纳米涂层（也称纳米薄膜）纳米薄膜具有的光，电，热以及机械方面的性能等方面的独特功能。
二、我们的纳米涂层1、我们的纳米涂层属于金属陶瓷材料，有金属和陶瓷双重特性，如下所述： （1）涂层硬度极高，是刀具，模具钢材硬度的3倍以上，甚至可达5000HV以上（陶瓷特性） （2）涂层细腻光滑，与钢材之间的摩擦系数小（陶瓷特性）： （3）涂层与金属不易粘黏，可以防止积屑，提高被加工件表面质量（陶瓷特性）： （4）良好的韧性，耐冲击，耐碰撞，可用于压铸模具、冲压模具（金属特性） （5）良好的热稳定性，部分涂层甚至可以承受1200℃以上的工作温度（陶瓷特性） （6）涂层晶粒极其微小，结构极为紧密，故有良好的耐酸碱腐蚀性能 （7）涂层无毒无害，且环保，可用于医疗器械，人工环节食品加工的刀工具（例如：果汁刀片机）等 （8）可导电，导磁（金属特性）2、应用中表现出的优点主要有： （1）刀具，模具的耐磨性大大增强，使用寿命提高3~10倍，甚至更高，使得客户成本大大降低； （2）减少换刀，修模的时间，提高生产效率； （3）产品表面质量提高，且不良率下降； （4）涂层的厚度很薄，仅为1-5μm左右（0.001um-0.005mm），故一般不会影响刀具，模具的尺寸精度。
三、对工件的要求1、材质 （1）一般要求是金属材料，如模具钢、高速钢、硬质合金、不锈钢、铜、铝合金等。 （2） 需要的工件必须能够承受至少200~650℃而不能熔化或碳化，故不能是塑胶、橡胶、纸张、棉麻、木材等材料。 （3）工件要能导电，一般不能是陶瓷、玻璃等。2、钢件热处理回火温度（1）对钢件热处理回火温度的要求 ①回火温度必须高于镀膜温度。因为如果工件回火温度低于镀膜温度，就会导致工件材料硬度下降，下降程度会因具体材料和温度不同而不同，可能会是几度到20度以上（HRC） ②不论回火温度如何，我司在镀膜过程中只能选择比热处理回火温度更低的温度处理，才能保证工件硬度不下降。 ③一般的回火温度有：a． 高温：500℃以上b． 中温：350℃左右c． 低温：200℃左右※注：实际上，热处理厂可以根据不同的材料、不同的要求设计出不同温度参数的回火工艺，并不单纯是上述几个数值。（2）我司镀膜的温度 ①根据不同的要求，我司的镀膜温度可以作三种选择：a． 高温：500℃b． 中温：320℃c． 低温：180℃ ②不同的镀膜温度镀的薄膜的特性会有些许差异，用TiN（氮化钛）举例说明：a． 颜色：高温镀的就会更金黄、光亮；低温镀的就会相对淡一些。b． 耐磨性：低温镀的相对于高温镀的耐磨性要差一些。（3）如何选择回火温度 ①无论何种材料，选择不同的回火温度所得到的硬度值一般是不一样的。 ②如果在硬度、韧性等基本要求都可以满足的情况下，请尽量选择更高的回火温度，以便于我们镀膜处理可以选择更高的温度，以达到更佳的效果。 ③并非任何材料都可以选择高温回火，因为有些材料选择高温回火比低温回火得到的硬度值相差很多，甚至可能达到20HRC。 ④不同的材料，其热处理特性也是不同的。应如何选择适合的回火温度，最后咨询您的热处理供应商（别忘了将您对工件硬度和需要镀膜的要求告诉他）。3、工件外形与镀面（1）工件最大尺寸： ①细长件：长度≤1000mm； ②圆柱形大模具，圆柱面未涂层重点：最大尺寸≤Φ800*800mm； ③板状大模具，板的一面为涂层重点：最大尺寸≤800（长）*650（宽）*450（高）mm。（2）工件上必须有不需要涂层的部位（如柄部、孔、螺纹、台阶等），以便于涂层中用于支撑和固定工件。（3）对于要求涂层的内孔，要求孔径≥孔深，否则不能保证内孔深处涂层厚度和质量。（4）为了保证使用重点面的涂层质量，客户须明确告知“使用重点部位”、“可镀可不镀的部位”、“一定不能镀的部位”，最好不要为追求美观而要求全镀。4、工件表面状况（1）工件一定要是已经过精加工，完全成型并且是可用的，涂层是所有制作工序中的最后一道工序。（2）工件一定要做好防锈工作，如涂抹防锈油等。（3）工件表面不能做渗碳、渗氮、氧化、TD、喷漆、电镀等处理。5、工件结构（1）工件上不能有密闭的中空结构，因为密闭的空气受热后膨胀，其压力会引起爆裂。（2）工件上如果有细长孔、缝隙（如喷水钻的注水孔）等，孔内或缝隙不能阻塞，否则残留的油污等会影响镀膜（同理，压铸塑胶模具试模后，残留的胶料要清理干净）。（3）镶嵌件，如果可用拆分的，就拆开镀，然后再组合使用；如果不开拆分的，要绝对保证镶嵌内部不能有油污，否则会影响镀膜。（4）焊接件，要注意两个问题： ①焊接材料能否承受450℃高温而不熔化，一旦熔化，会造成焊接和突出的异常； ②工件的精度是否允许焊接处在承受450℃高温的变形量，否则不宜做涂层。6、包装（1）任何工件在交我司做涂层的运输途中，均需要有包装，且包装必须能保证工件的安全。（2）对于锋利刃具，如铣刀、丝攻、铰刀等，建议采用每只产品之间都有区隔的包装方式。（3）对于较重的大型件，如果采用快递或货运，一定要有足够强度的包装箱，以保证运输途中不被损伤。 五、PVD涂层与其他表面处理的比较1、CVD简介（Chemical Vapor Deposition——化学气相沉积）（1）将各种化学反应物质：如四氯化钛（TiCl4）和甲烷（CH4）等含碳气体（或其它碳氮气体）蒸气等通入反应炉体内，在高温（900~1200℃）状态下，TiCl4中的钛（Ti）和碳氢化合物中的碳（C）在模具表面进行化学反应，从而生成一层金属化合物涂层碳化钛（TiC）。利用不同的反应物，可得到不同的薄膜，如TiN、Ti（CN）、CrC等等。（2）CVD的优点： ①镀膜与基材的附着性优良； ②复杂的形状都可以处理：如深孔、内管、细缝等。（3）CVD的优点： ①镀膜温度太高，对基材和反应设备的耐热性要求很高，很多工件难以承受； ②高温使基材尺寸变化和变形严重，故适于精密度高的工件； ③对于要求工件局部镀膜，难以实现； ④活泼性气体源的使用，制程中有爆炸、毒性气体泄漏等隐患，且对环境有污染。2、TD简介（Thermal Diffusion Coating Process——热扩散法碳化物覆层处理）（1）在空气炉或盐槽中放入一个耐热的坩埚，将硼砂放入坩埚加热熔化至800~1200℃，然后加入相应的碳化物形成粉末（如钛、钡、铌、铬），再将钢或硬质合金工件放入坩埚中浸渍保温1~2小时，加入元素将扩散至工件表面并与钢中的碳发生反应形成碳化物层（如：VC—碳化钒；CrC—碳化铬），所得到的碳化物层具有很高的硬度和耐磨性。（2）TD最主要适合于铬钢的工件。（3）TD的优点：
①覆层与基材的附着性优良； ②覆层的厚度较厚。3、电镀硬铬（Cr）简介（1）用铬酐、硫酸和添加剂等配制成电镀液，将工件放入溶液中电镀金属铬沉积在工件表面形成镀层。（2）实际上所谓“镀硬铬”，其铬层硬度并不比装饰铬层硬度高，只因其镀层较厚，故能发挥其硬度高、耐磨的特点，故称镀硬铬。（3）镀硬铬的优点：①工件大小不受限制；②镀层厚度较厚，可以适当弥补因加工超差的工件尺寸；③成本较低。4、渗氮的简介（1）氮化：将待处理的工件放在渗氮炉中，炉内加温500~700℃，充入的含氮气体在高温状态下分解后产生活性氮原子，被刚才表面吸收渗入其中并且不断自表面向内扩散，形成氮化层，表面硬度可达900~1100HV。（2）氮化的优点：①工件大小不受限制；②氮元素与工件基材结果，故结果牢固；③成本较低。
现代切削刀具的主要挑战
● 高性能材料的应用渐增，加工难度也更高。材料有更高的硬度、抗拉强度、粘性、低热传导性、硬化层等，典型的难加工材料有沉淀硬化型不锈钢、钛合金、高温合金等。
● 高效、环保成为切削加工的主要诉求。高速切削、干式切削等方式正在广泛应用。
● 精度要求更高，刀具系统长久的稳定性更重要。
霖晨涂层在刀具上的优势
● 针对现代刀具的挑战，霖晨开发出独特的DLC四层刀具涂层系统。依次为最靠近基材的应力吸收S膜，第二层高硬度的耐磨h膜，第三层抗高温的R膜，与最上面的底摩擦系数的L膜。
● PVD涂层具有超高的硬度，但大部分厂商的涂层都因为太硬而一开始切削就在刃口崩落了。纳米涂层的研发工程师在厚的高硬度h膜下设计了一层应力吸收S膜，大幅增加了硬膜的稳定性，让刀具寿命提升2到5倍，是涂层产业的创举。刃口硬涂层没有微崩，切削出来的产品表面更光亮，符合高精度切削要求。
● 针对高速与干式切削带来的大量温度问题，纳米涂层在高硬度h膜上设计了一层抗高温的R膜，让切削热尽量排斥在刀具外面，大部分热量被切屑带走。
● 最表面还需要针对被加工的材料设计一个低摩擦系数的L膜，不同粘性被加工材如不锈钢、钛合金、高温合金等需要设计不同的L膜。
氮化钛涂层是自PVD技术发明以来，最常见的一种涂层，具有较高的性价比，也是在过去的年份中运用最广泛的一种PVD涂层,它具有较高的薄膜硬度。用磁控溅射方法沉积的氮化钛沉积速度慢，表面颗粒小所以表面光滑，而且液滴等表面缺限少,但是表面硬度较低。用磁控阴极弧的方法沉积的氮化钛，沉积速度快，但表面颗粒大，所以表面光洁度较差，液滴等表面缺陷也较多，但是可以获得较高的表面硬度。
客户需要根据产品特性和要求来决定采用何种方法获得氮化钛（TIN）涂层。胜倍尔超强镀膜的镀膜机自身带有增强型磁控溅射和磁控阴极弧两种方法，可以灵活根据工件来选择不同的方法获得氮化钛（TiN）涂层。
氮化铬是什么
中文名称氮化铬
CAS NO.12053-27-9
英文名称 chromium nitride
英文别名 Chromium nitride (Cr2N); Chromium nitride; Dichromium nitride; chromic nitrogen(-3) anion[1]
EINECS 246-016-3
PVD的全写为Physical Vapor Deposition,中文翻译为物理气相沉积。
采用阴极电弧等离子体沉积技术。阴极电弧等离子体沉积是相对较新的薄膜沉积技术，它在许多方面类似于离子镀技术。其优点：在发射的粒子流中离化率高，而且这些离化的离子具有较高的动能（40-100eV)。许多离子束沉积的优点，如提粘着力，增加态密度、对化合物膜形成具有高反应率等优点在阴极电弧等离子体沉积中均有所体现。而阴极电弧等离子体沉积又具有自己一些独特优点，如可在较多复杂形状基片上进行沉积，沉积率高，涂层均匀性好，基片温度低，易于制备理想化学配比的化合物或合金。
通过蒸发过程将阴极材料蒸发是源于高电流密度，所得到的蒸发物由电子、离子、中心气相原子和微粒组成。在阴极电弧点，材料几乎百分百被离化，这里离子在几乎垂直于阴极表面的方向发射出去，当带有高能量的铬离子碰到氮气后便会马上产生化学反应，变成气态的氮化铬分子了。
氮化钛百科介绍
由于氮化钛具有高熔点、高硬度、高温化学稳定性及优良的导热性能、导电性能、光学性能、生物相容性，适用于耐高温、耐磨损、低辐射玻璃涂层及医学领域。手饰工业上用氮化钛作金色涂料，主要用于涂表壳。
【中文名称】氮化钛
【英文名称】titanium nitride
【密度】5.43
【熔点（℃）】2950
【性状】有二氮化二钛(Ti2N2)和四氮化三钛(Ti3N4)两种。二氮化二钛为黄色固体。溶于煮沸的王水。遇到热的氢氧化钠溶液则有氨放出。四氮化三钛的性质与二氮化二钛相似。
【制备或来源】可由钛和氮在1200℃直接反应制得。涂层可由四氯化钛、氮气、氢气混合气体通过气相沉积法形成。二氮化二钛由金属钛在900～1000℃的氮或氨中加热而得。四氮三钛由四氯化钛在1000℃的氨中加热而得。
氮碳化钛最专业的介绍
TiCN 具有比 TiN 更低的摩擦系数和更高的硬度 , 镀了氮碳化钛的工具更加适合于切割如不锈钢 , 钛合金和镍合金等坚硬材料，更具耐磨性和高温稳定性，可显著提高刀具的寿命。 性质：深灰色粉末。具有较低的内应力，较高的韧性，良好的润滑性，以及高硬度、耐磨损等特性，适用于要求较低的摩擦系数及较高硬度的场合。
PVD是英文Physical Vapor Deposition（物理气相沉积）的缩写，是指在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。PVD纳米涂层通常称谓：镀钛,真空镀钛，镀铬，镀钛加工，PVD镀钛，纳米镀钛，纳米涂层，真空镀钛加工，真空涂层，表面处理等。
真空镀钛涂层特点：增寿、增硬、增值,并以其硬高度、高耐磨、强抗腐蚀性、抗高温、抗黏着性等优越的使用性能广泛应用于模具工业中。
多元复合涂层种类：氮化钛（TiN）氮化铬（CrN）氮化钨（Wu-N）碳化钨（Wu-C）氮化锆（ZrN）碳氮化钛（TIcN）碳氮化铬（CrCN）氮化钛铝（TiAlN）氮化铝钛（AlTiN）氮化钛铬（TiCrN）氮化钛硅（TiSiN）氮化锆硅（ZrSiN）氮化铬铝（CrAlN）氮化铬硅（CrSiN）氮化钛铝铬（TiAlCrN）氮化钛铝硅（TiAlSiN）氮化钛铝铬硅（TiAlCrSiN）类金刚石（DLC）炭化铬钨（CrN-Wc)等各种超硬膜层，其涂层厚度可达到0.5～5um，故而您不用担心会给尺寸带来麻烦，并以最新工艺使产品具有良好的润滑、散热（干式），使工件寿命可增加10～50倍，可提高600％工作效力，从而降低生产成本。
主要客户群及相关镀膜产品： 1．切削工具业：如钻头，铣刀，螺齿刀，拉刀，圆锯片，舍弃式刀片等工具。
2．精密模具业：拉伸模，五金模，塑料模，模具配件，成型模具，顶针，冲棒，镶件等。
3．粉末冶金业：精密模具，各种模具工件/耐磨部件等。
4．电子医疗设备:SMT机器零件,人工关节,手术刀,内孔镜等。
5．汽车工业：活塞，活塞环，汽门挺杆，凹轮轴等。
可涂层材料：
各类模具钢材、工具钢、高速钢、不锈钢；硬质合金（钨钢）；钛合金、镍合金；铍铜。
涂层部位：
待涂层的工件需要有可以装夹的部位，不太可能实现全部涂覆。如果有特殊部位不能涂层，需要提前告知，建议您在工件上明确标识出以下部位：必须涂层的功能部位；不能涂层的部位；可涂可不涂的部位。
涂层工件表面要求：
工件表面不能有其他的表面改性处理，如：电镀、磷化、氧化发黑、TD、QPQ处理等；工件表面不能有锈蚀、腐蚀、油漆、胶水等；工件表面粗糙度要求：一般的刀具在满足使用需求的前提下越光亮越好，成型面Ra<0.2µm为宜，对于镜面、蚀纹的塑胶模具则完全以产品需求为准；组合模具或镶嵌工具，能够拆开的必须全部拆开；焊接工件表面需要彻底清洁，不能有氧化层或埋孔。
包装与运输：
所有的工件在发送给我司涂层前需要对工件喷涂轻质防锈油进行防锈处理，以免工件在寄送的过程中生锈；工件必须用泡棉包好，避免在寄送过程中损坏。
客户需提供如下资料：
工件材料及牌号;回火温度及硬度；标识（或说明）涂层的功能面（即涂层的重点面）；尺寸精度有要求的需要说明具体的尺寸精度和预留尺寸；使用场合、被加工材料、加工参数等主要参数，以便于我司选用最合适的涂层。
浙公网安备: 33028102000314号