2022年3月31日 作者 Demo4 关闭

最新先进涂层技术在模具制造中的应用

“真空离子电镀”一词于10年前已在中国国内工业界中出现,被业界广泛认识到的首先是这种表面处理技术可作为装饰性的应用,增强产品的外观效果。由于市场需求的不断增加,本地开始重视这种技术,并进一步研究应用至功能性涂层的可行性。近年来,“真空离子电镀”改以“物理气相沉积”(PVD)的专业名字出现在市场之中,重点加强其功能性方面的应用,特别是在模具及其它金属零部件上确能带来相当大的益处。有鉴于此,本文将对(PVD)涂层技术作出深入的介绍,并探讨未来的市场发展前景及技术的演变。

提高对工业涂料的整体认识

欧洲对工业涂料的研究相当发达,惠科钛业股份有限公司被视为将PVD涂料引入中国制造业的先行者,深刻了解涂料在模具制造和金属加工行业的应用和使用方式的变化。近年来,惠科的推广工作加深了制造商对涂料的了解,使他们了解涂料对于模具、工具、金属零件或产品的重要性。现在更多的厂家已经采取实际行动,将高质量的涂料用于模具和产品。

在各类产品中,涂料广泛应用于模具和一些高端产品(如剃须刀片、半导体加工机器零件、洁净室夹具等。),而涂层很少用在刀具上。这是因为工具涂层的情况不同于模具和其他产品涂层的情况。按照行业的使用习惯,工具涂装一般已经完成了工具厂商的涂装工作。因此,自涂层工具的工作需求较少。相对而言,模具涂料与厂家的关系更为密切。

根据以惠科·瓯塑为代表的瑞士普拉迪特公司的内部调查数字,如果分为美国、欧洲和亚洲三个工业地区,美国的涂料应用增长最为强劲,2001年至2005年整体营业额增长超过50%,而亚洲和欧洲的增长不及美国,但在过去五年中翻了一番。

造成这种情况的原因有:美国交通网络发达,物流发展比较完善,快递工作强调服务承诺,所以具备前提条件;对于厂家来说,随着生产周期越来越短,稍有延误就会造成不可估量的损失,对涂料行业的发展有积极的推动作用。还有一个因素是美国整体行业对涂装的认知度很高,比如涂装需要在严格的环境下进行,有些金属材料不能混合在一起进行涂装等等。,他们都完全理解;另一方面,我国涂料行业仍属于“专业”范畴,外行人对涂料知识的缺乏也阻碍了本土涂料行业的顺利发展。

高端产品是目标市场

很多厂家会考虑两个问题:产品需要镀膜吗?自己购买一台涂装设备,还是把工具或模具产品送给涂装加工服务商更划算?涂层只占工具生产成本的10%左右,却能提高数倍的使用寿命。因此,涂料是非常必要的,也是未来的发展趋势。至于如何衡量自己购买或者国外送的涂装作品,需要关注市场。目前,无论是本地还是台湾省的厂商都已经开始将涂布机作为常规设备。即使近年来涂装设备的价格没有明显下降,他们仍然选择购买涂装设备,这也反映了对涂料的需求越来越大。普莱特PVD超硬涂层系统的不同系列可以满足不同制造商的不同要求。

延长模具的使用寿命。

使用模具涂料具有明显的优势:首先,涂料是延长模具寿命、降低整体生产成本、提高生产率和提高产品性能稳定性的有效方法。由于工件表面有薄膜保护,使用寿命一般可提高3-4倍。从长远来看,可以减少制造模具的数量。至于实际的延寿,主要还是看产品本身。例如,冲压模具使用特殊的STARVIC (TiCN-MP+MOVIC)涂层,其使用寿命增加了7倍。

第二,加强模具和产品使用的可靠性。大型企业注重生产质量,要求产品可靠性高(如电器、手机等。),所以采取了严格的质量保护措施;目前,制造业的生产周期日益缩短。一旦生产过程中出现问题(比如模具损坏),可能没有足够的时间去补救,而涂层可以为模具提供质量保证。

第三,突出产品的效果。PVD涂层不仅可以提供功能防御,还可以保护模具表面和提高产品外观。

涂装设备技术的发展

PLATIT于1992年推出了第一台涂布设备,此后发生了许多变化。PL70是目前标准的镀膜机型号,采用扁平矩形阴极电弧镀膜技术(俗称平靶),适用于中小批量刀具或模具。到了2003年,纳米涂层技术的正式推出给模具和金属加工行业带来了新的景象。在技术上,它的蒸发源从原来的平板靶变成了可旋转的圆柱靶。原来的平板靶利用率只有20%到30%,而旋转靶利用率高达70%到80%,更加环保。同时进一步改善“水滴”问题,使表面更加光滑。其他好处包括解决热集中问题和增加蒸发能量。这一创新可以提高靶材利用率,改善涂层表面粗糙度,生产Si3N4(氮化硅)涂层。圆柱弧形镀膜是普拉特的专利技术,普拉特?0型纳米涂布机就属于这一类。

纳米涂层将是未来的发展方向。

涂层技术本身的研发也加速了金属制造和模具行业涂层技术的发展。化学气相沉积(CVD)涂层的原始厚度为10微米,与目前的PVD涂层相比,PVD涂层的厚度仅为1微米,更加精确,这将对满足市场需求产生一定的影响。

就涂层技术的发展而言,传统上钛基涂层是主要的涂层材料,但未来使用铬基涂层的机会将越来越多,即不含钛的涂层将在更大范围内使用,AlCrN涂层将成为新一代的涂层类型,铬比钛具有更高的耐热性和更好的附着力。

因为厂家在使用纳米涂料的初级阶段,还是有相当大的市场潜力的。此外,对于追求完美的大企业来说,涂层将成为模具设计的一部分,这种全新的理念在行业内将具有标志性的意义。

纳米涂层结构在10多年的发展过程中经历了三个主要阶段,包括20世纪90年代初的纳米梯度涂层、90年代末的纳米涂层和2004年的纳米复合涂层。纳米复合涂层是指埋藏在Si3N4基非晶基体中的TiAlN或AlCrN纳米晶粒,可以在复合涂层之间穿梭,优化表面光洁度,硬度提高到Hv4500,耐高温达到1200℃,增加靶材的使用率。NACo、nACRo和nACVIc是PLATIT纳米结构涂层,并已获得专利。普拉提?0型纳米涂布机属于纳米结构涂层的类型。采用LARC高保真空技术(横向旋转阴极),并已获得注册专利。

涂料行业前景分析

此外,鉴于目前市场发展、产品多样化、生产材料转型等因素都增加了对涂料的需求。这种说法将被越来越多的涂层类型和材料所证实。以PLATIT公司的涂料开发为例。五年来,涂层增加了10多种,总数达到20多种。预计模具制造业和金属加工业用涂料的发展前景非常乐观。