新一代nACo®系列纳米结构涂层的性能与应用-佳工网




新一代nACo®系列纳米结构涂层的性能与应用

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——进一步延长工模具使用寿命，提高生产力涂层是在工模具基体表面上，利用气相沉积方法涂覆一薄层耐磨性好的难熔金属或非金属化合物而获得的。涂层具有硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、摩擦因数小和热导率低等特性，因此能大幅提高生产效率，降低生产成本。为了进一步提升涂层的相关性能，瑞士PLATIT公司利用LARC（Lateral Rotating ARC-Cathodes）技术开发的新一代系列nACo®含Si的纳米复合涂层。 nACo® ( nc-AlTiN/a-Si3N4)是在强等离子体的作用下，3nm的AlTiN晶体被镶嵌在非晶态的Si3N4体内，在AlTiN晶粒之间形成1nm厚的Si3N4。Si在AlTi涂层中会形成非晶Si3N4,在高温下，非晶Si3N4抑制面心立方（Al,Ti）N分解成为fcc-TiN和六方AlN。同时非晶Si3N4能有效阻止相邻晶粒择优取向方向的改变，引起相邻晶粒间结合力的丧失，并消除内部残余应力，从而改善力学性能。这种结构涂层硬度最高可达52Gpa,热稳定性达到1200° （图片）由于nACo®涂层的高红硬性使其在极高的热负荷下仍可保持性能稳定，因此nACo®涂层刀具比其它类型涂层刀具的加工性能更为优异，尤其在高速切削、干式（或准干式）切削加工条件下更具优势。例如，当以218m/min的切削速度对42CrMoV5钢工件进行精铣加工时，nACo®涂层铣刀的使用寿命远远高于TiAlN和AlCrN涂层铣刀（刀具寿命延长40％～60％，而刀具价格降低约40％）。在加工HRC55以上高硬度材料时优势更明显。（在切削速度和进给量相当的情况下，刀具寿命可提高80％～150％）。 nACo® 的高硬度低的摩擦系数，在模具及零配件上面的优势也十分明显，根据PLATIT和瑞士乔治费歇尔集团的实验数据，在冲压汽车保险带扣的模具上，nACo® 涂层的模具可达到120000件，而AlTiN涂层的只能达到50000件，寿命延长一倍还多，加工速度提高30%。（图片） nACo® 涂层设备（图片） nACo® 涂层刀具随着我国汽车、航空、航天、重机等工业的发展以及数控机床的迅速普及，我国机械加工技术正朝着高速加工、绿色制造的方向发展，高速滚齿、高速铣削以及干式切削工艺等对刀具和模具方面提出了更高的要求。而目前纳米结构涂层是最佳的发展方向，科汇纳米技术有限公司为PLATIT公司亚洲地区代表，将nACo®涂层带到中国，为纳米结构涂层技术在国内的推广加快了进程。深刻体会到模具制造及金属加工业对纳米结构涂层的应用及使用模式的转变。纳米结构涂层在华南地区的模具生产商中已广泛应用，他们认同纳米结构涂层可以延长模具寿命，从而降低生产成本的事实。随着国内模具的逐步高品质化，模具对纳米结构涂层处理的需求将不断增加，潜力巨大。 3/6/2009

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