真空電弧PVD涂層廣泛應用于

電子、航空、航天、汽車、新能源

       PVD(PhysicalVapor Deposition):物理氣相沉積，是指在真空條件下，采用低電壓、大電流的電弧放電技術，利用氣體放電使靶材蒸發并使被蒸發物質與氣體都發生電離，利用電場的加速作用，使被蒸發物質及其反應產物沉積在工件上。PVD技術出現于二十世紀七十年代末，制備的薄膜具有高硬度、低摩擦系數、很好的耐磨性和化學穩定性。多弧離子鍍已廣泛地在冶金、機械加工材料上得到實際應用。其工藝對環境無不利影響，符合現代綠色制造的發展方向。在世界范圍內已得到廣泛使用，并逐漸取代其它傳統的表面處理技術。

1、多弧離子鍍膜技術在高速鋼刀具上的應用

涂層高速鋼刀具是多弧離子鍍最成功的應用之一。最常用的涂層是TiN。經過TiN涂層的高速鋼刀具比沒有涂層的高速鋼刀具硬度提高2～3倍,鍍TiN后的高速鋼刀具的摩擦系數降低,耐磨性提高。另外,經過TiN涂層的高速鋼刀具可以提高刀具的使用壽命1～5倍。目前,多弧離子鍍膜技術在齒輪刀具、鉆頭等大多數高速鋼刀具中都有廣泛的應用。

2、多弧離子鍍膜技術在車輛零部件上的應用

離子鍍表面涂層技術可在以下場合應用于車輛零部件。

（1）在軸類零件的表面制備硬質耐磨涂層, 離子鍍用于軸類等易磨損零件的表面處理,可大大提高所基體表面的顯微硬度,改善表面耐磨性,減小摩擦系數,從而降低表面磨損,延長零件使用壽命, 還可降低零件運動時產生的噪聲,減少環境污染。

（2）在發動機零件上制備耐磨耐蝕涂層。在活塞頂部、活塞環、汽缸套等直接與燃氣接觸的發動機零件上制備一層耐磨損、耐氣蝕、隔熱的復合涂層,使這些零件可在高溫下工作,降低其冷卻要求, 可使大部分熱量通過排出的氣體帶走,大大提高發動機的有效系數和經濟性。如果不使用冷卻系統,還可減小動力裝置的重量和體積,并且有利于降低噪聲。

（3）在發動機曲軸襯套等運動零件上制備潤滑涂層。非平衡納米等離子體鍍膜法（簡稱NCUPP）是多弧離子鍍范疇內的一種薄膜制備方法，它可制備出具有良好潤滑性能的固體潤滑涂層。

3、多弧離子鍍技術在航空上的應用

（1）用于修復速率陀螺的馬達軸承，進行軸承外圓表面的增厚處理。用真空多弧離子鍍技術進行軸承的外圓增厚處理可達到理想的效果，這是因為它所沉積的膜層具有膜厚均勻一致，無邊界效應，涂層硬度高，與基體結合牢固，耐磨性及表面光潔度好，沉積厚度可嚴格控制等優點。

（2）提高航天用球軸承表面的耐磨性。中國第一代特殊用途衛星測量照相機的鏡片托架、鏡筒、支撐框架、焦面框架等件采用的都是鈦合金材料，其表面處理采用多弧離子鍍黑色氮鈦涂層工藝處理，可滿足產品的使用要求。對該航天產品返回地面后跟蹤檢查，未發現任何問題，黑色氮鈦涂層無磨損或脫落現象。

（3）離子鍍工藝制備熱障涂層。為了提高航空發動機渦輪葉片的壽命，增強其抗高溫燒蝕的能力，需在渦輪葉片表面制備一層熱障涂層。采用多弧離子鍍工藝制備NiCrAlY熱障涂層已成功地應用于航空發動機渦輪葉片的表面處理上，經試驗及實際應用，取得了滿意效果，并逐步應用到多種型號發動機的渦輪葉片表面處理上。國外用離子鍍技術制備了性能更好的優質復合涂層，正研究用于噴氣發動機的葉片制造上。

（4）航空發動機中的應用。在航空發動機的制造中，將離子鍍技術應用于渦輪葉片NiCrAlY涂層和壓氣機葉片TiN涂層等。

4、多弧離子鍍技術在沖孔沖模上的應用

       多弧離子鍍入射粒子能量高，在高能量的離子轟擊下，涂層的致密度高，強度和耐久性好，而且形成了一個有一定厚度的高硬度過渡層。涂層本身具有很高的硬度，最高達2000HV左右，所以涂層和過渡層組成了穩定的耐磨損耐沖擊強化區，這顯著提高了沖模的耐磨性能和抗沖擊疲勞性能。涂層后的沖孔沖頭使用壽命提高5倍，顯著降低沖模的制造費用。

多弧離子鍍工藝無污染，除了能鍍合金外還能鍍活潑金屬，如鈦、鋁等，也可以在鈦或鋁合金上制備涂層。離子鍍工藝結合度高，基體和涂鍍材料限制少。多弧離子鍍在各行各業的應用正在逐步擴大，并占據越來越重要的地位。