可用于模具及其部件的PVD涂層所具有的優(yōu)點蝎蛤，早已見諸于各類文獻(xiàn)資料中：PVD涂層可減少模具的生產(chǎn)周期，簡化模具的充型過程莺肌，使模具具有較好的耐磨性挪吱，并減小了脫模力和增加了生產(chǎn)率。然而辈喜，由于電弧沉積過程產(chǎn)生高溫捺柬，因此要在200~260℃(400~500°F)的情況下，才能在模具鋼和部件上使用PVD涂層砖伴。然而模具的回火溫度通常低于260℃(500°F)望泪，因此這會對模具造成損害。額外的回火工藝愧汽，會增加成本宾芥，并降低加工過程中通常應(yīng)具有的表面硬度。而一種新興技術(shù)横朋，可將涂層的使用溫度降至200℃以下(390°F)仑乌，且不會降低其性能。這一進展也為模具生產(chǎn)商琴锭、設(shè)計者和注塑商提供了諸多機會晰甚，使其可以為新用途選擇材料。

　　常用PVD涂層

　　由于物理氣相沉積涂層(如TiN决帖，TiAlN和CrN)厚度僅為幾微米厕九，硬度卻高于鋼材，因此對模具生產(chǎn)商和模塑商頗具價值古瓤。高硬度使涂層具有耐磨性能止剖，而其含有的陶瓷成分腺阳，使其具有耐腐蝕性且改善了脫模性能落君。固有的潤滑性，更是改善了含有PVD涂層的模具的流動性亭引，從而使其充型速度更快绎速、模具周期更短。

　　PVD涂層主要用于頂出導(dǎo)梢焙蚓、型腔和模芯抠衬，其摩擦特性可避免阻滯和腐蝕現(xiàn)象，且有些情況下無須使用潤滑劑和脫模劑届辽。涂層的硬度和耐磨性锹肾，還可使模具免受含有大量玻璃或礦物的填充樹脂郊啄，以及PVC和CPVC等材料的熱氣腐蝕。

　　PVD涂層的涂覆操作奥泛，通常是在電弧沉積溫度為400~500℃(750~930°F)時進行的寄菲，這對回火溫度較高的鋼材(如M2和CPM牌號)非常合適。然而虫弓，沉積溫度高使PVD涂層不能用于塑料加工中所使用的冷作模具鋼起胡、銅合金和模具鋼等材料。

　　目前推出的一種新型電弧技術(shù)抛伏，可使涂層在200℃(390°F)時即發(fā)生沉積息沐。較低的沉積溫度，降低了模具材料的回火閥值鳍泥，且在涂覆過程中不會產(chǎn)生變形盛惩、降低其硬度或耐磨性。與較高溫度下發(fā)生的沉積的涂層相比鹃唯，PVD涂層仍能保持其性能岔霸。

      該技術(shù)不僅可提高現(xiàn)有模具部件的產(chǎn)率和壽命，而且還為模具生產(chǎn)商俯渤、設(shè)計者和模塑商提供了更多可選材料呆细，從而設(shè)計新型模具和其部件。采用冷作模具鋼八匠、模具鋼和銅合金等廉價且易于加工的模具材料絮爷，可改善模具的耐久性、提高其表面硬度和使用溫度梨树。

       本文將討論三種采用低溫電弧蒸發(fā)工藝生產(chǎn)的高性能氮化物涂層坑夯，它們對于模具生產(chǎn)商來說格外具有吸引力——氮化鈦涂層、單層氮化鉻涂層和納米級的氮化鋁鈦涂層抡四。

　　(1) 脫模性能得到改善

       模具及其部件的表面擾動是導(dǎo)致脫模的主要因素柜蜈，這對表面硬度較低的鋼制模具來說尤為明顯。表面擾動是由于模具材料的性能(如孔隙度)指巡，亦或是模具使用時間較長后性能受損所致(由于樹脂的影響)淑履。而用于氮化鈦涂層的新型低溫沉積工藝，可改善模具的脫模溜屡、填充和表面防護性能蹂曾。

       新型涂層的表面硬度為2300HV、鋼摩擦系數(shù)為0.4盗闯。這些性能有助于防止樹脂堆積蕴嘹、改善模具的耐磨性，并使模具表面易于清洗球灰。這種沉積溫度低的PVD所具有的化學(xué)惰性闹只，對于加工線性聚酯(PC祈兼、 PBT(B)、PET(P))和苯乙烯聚合物(PS羡逃、SB洒妈、SAN、ABS和ASA)的模具來說艘彭，是一種理想材料蛮碾。此外，該涂層具有生物相容性跟狱，并可安全地用于食品接觸用途俭厚。

　　(2)耐磨性、耐腐蝕性和抗氧化性

       模具生產(chǎn)商或許很熟悉鍍硬鉻工藝驶臊。在低溫下采用該工藝生產(chǎn)的氮化鉻涂層挪挤，被廣泛用于改善模具的硬度和耐腐蝕性。單層氮化鉻涂層具有較好的耐腐蝕性关翎、硬度很高(硬度為1750HV扛门，而硬質(zhì)鉻為1245HV)、涂層附著力較高纵寝，且耐磨損性能得到改善论寨。其鋼摩擦系數(shù)為0.5，最高使用溫度為700°C (1290°F)爽茴。

       上述性能葬凳，使塑料注塑模具具有包含了耐磨損性、耐腐蝕性和抗氧化性的綜合性能的優(yōu)勢室奏。該涂層尤其適于加工塑料的模具火焰，因為在加工過程中，會產(chǎn)生含氯胧沫、氟或其它強腐蝕性揮發(fā)成分的氣體塘憨。這些塑料材料包括聚烯烴(PE、PP和PB)智础、縮醛樹脂(POM)士到、聚酰胺(PA)、線性聚酯(PC饭磕、PBT(B)和PET(P)和聚芳砜/聚砜(PPE瞒酪、PEEK、PAEK/PPS现伺、PSU和PES)。

　　(3)硬度和穩(wěn)定性

       由于硬度較高度潜，PVD有助于保護模具部件表面嘹据，使其免受含量較高的玻璃或礦物填充樹脂的腐蝕影凿。采用新型低溫工藝，可使含有納米層的氮化鋁涂層的顯微硬度達(dá)到3300HV茎贩，并具有很強的抗氧化性第勉。其鋼摩擦系數(shù)為0.30 - 0.35，最高使用溫度為900°C (1650°F)锅锨。

      對于有紋理表面的塑料注塑模具叽赊，以及用于加工工程塑料(包括聚酰胺和聚芳砜/聚砜(PPE、PEEK必搞、PAEK/PPS必指、PSU和PES))的模具來說，這些性能都是理想的恕洲。此外塔橡，該涂層也非常適用于玻璃纖維增強物對熔融原料的加工過程和鋁制壓鑄模具。

　　小結(jié)

       這些涂層的使用溫度可低達(dá)200°C(390°F)霜第，且能保持PVD涂層的所有性能葛家。較低的沉積溫度，可避免在涂覆時使模具材料發(fā)生變形泌类。而這過去一直是PVD涂層由于沉積溫度高而帶來的問題癞谒。這一涂層技術(shù)，為模具生產(chǎn)商刃榨、設(shè)計者和模塑商在不影響模具性能或壽命的前提下扯俱，提供了多種可用于設(shè)計新型模具和部件的材料。

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