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基于4G-CAE多元納米復(fù)合涂層技術(shù)—高性能工具鍍膜解決方案
發(fā)布時間：2023-02-10
高溫合金是制造高溫高熱端部件的關(guān)鍵材料,也是大型發(fā)電設(shè)備,如工業(yè)燃氣輪機、氦氣輪機、煙氣輪機、火力發(fā)電機等動力裝置的核心材料。目前我國高溫合金生產(chǎn)能力和需求相比仍存在缺口，政府不斷出臺政策支持高溫合金行業(yè)的發(fā)展，因此，未來行業(yè)景氣度確定向上，那么擁有廣闊前景的高溫合金材料，如今刀具加工企業(yè)者們下一步將面臨的是需要更高性能工具涂層來迎接這項新的挑戰(zhàn)。
材料特性
高溫合金的加工特性
高溫合金鋼按其化學(xué)成分有Fe基、Ni基、Co基3種，并含有許多高熔點合金元素，它們與其他合金構(gòu)成純度高、組織致密的奧氏體合金。有些元素又與非金屬元素C、N、O等結(jié)合成比重小，熔點高的高硬度化合物，還能形成一些具有一定韌性的高硬度的金屬間化合物，同時有些合金元素進入固溶體，使基體強化。高溫合金經(jīng)長期時效后，又能從固溶體中析出硬質(zhì)相，進一步使晶格歪扭，這不僅增大了塑性變形阻力，而且由于硬質(zhì)顆粒的存在，加劇了刀具的磨損。
①切削力較大，為一般鋼材的1.5~2倍；
?、谇邢鳒囟雀撸邢鳒囟燃s為45#鋼的1.5~2倍；
?、奂庸び不F(xiàn)象明顯，硬度變化約為原基體的1.5~2倍；
④不易斷屑；
⑤磨料磨損、粘接磨損、擴散磨損同時加劇。
4G-CAE陰極電弧技術(shù)具有如下特點和優(yōu)點：
● 電磁和永磁復(fù)合磁場驅(qū)動
● 增強等離子體密度
● 有效抑制“微液滴”
● 提高靶材利用率
● 增強等離子體密度
● 有效抑制“微液滴”
● 提高靶材利用率
4G-CAE電弧技術(shù)其中特點之一就是電磁和永磁復(fù)合磁場驅(qū)動，改變了傳統(tǒng)陰極電弧單一永磁場的工作模式。在相同條件下，復(fù)合磁場使弧斑均勻細碎，同時在更強磁場的驅(qū)動下，陰極電弧放電在靶材表面附近產(chǎn)生的等離子體，會被推向鍍膜區(qū)域，大大增強了真空室內(nèi)的等離子體密度，改善了反應(yīng)離子鍍膜的環(huán)境和條件；從而能顯著改善反應(yīng)離子鍍膜質(zhì)量。
同時4G-CAE陰極電弧源在抑制涂層工作中“微液滴”時也更有效。在可變強電磁場的驅(qū)動下，弧斑不僅會沿著靶面圓環(huán)快速跑動，還會沿著直徑方向來回移動；使得電弧弧斑跑動更快、每個弧斑更細碎（如下圖）、弧斑數(shù)量更多。從而降低“微液滴”的尺寸和大大液滴的數(shù)量，使得所鍍膜層更加細膩和光澤。
4G-CAE實際放電狀態(tài)：在不同放電電流（95A或150A）下，持續(xù)放電1秒鐘時間，電弧弧斑在靶面上的分布可以控制均勻。
4G-CAE靶材利用率高：利用電磁場強度容易調(diào)整改變的特性，調(diào)制弧斑在靶材直徑方向上往返移動，以實現(xiàn)更均勻的靶材燒蝕形貌，提高靶材利用率。靶材利用率可達70%。
（1）氣體離子刻蝕清洗技術(shù)
氣體離子源（Gas Ion Source）放電、產(chǎn)生均勻分布的氣體離子，對工件表面進行氣體離子轟擊刻蝕和清洗，可精確控制對工件表面的損傷程度，實現(xiàn)工件表面的徹底清潔和活化；
?。?）氣體離子輔助反應(yīng)鍍膜技術(shù)
在鍍膜過程中，GIS持續(xù)放電、產(chǎn)生大量均勻分布的反應(yīng)氣體離子，實現(xiàn)輔助化學(xué)反應(yīng)鍍膜。
（3）第四代陰極電弧技術(shù)（4G-CAE）
弧斑跑動更快、數(shù)量更多，顯著降低了微液滴的尺寸和大液滴的數(shù)量；在陰極電弧靶面放電產(chǎn)生的等離子體能夠被有效的拉進真空室，大大增強了鍍膜區(qū)域的等離子體密度；靶面放電燒蝕均勻、容易控制，可靠性穩(wěn)定性提高。
?。?）多元納米晶復(fù)合涂層工藝技術(shù)
由于AS700系列離子鍍膜機可以最多配置4組不同靶材成份的4G-CAE陰極電弧源系統(tǒng)，容易實現(xiàn)多元納米晶負荷涂層工藝技術(shù)（Multiple nano composite coating）。使得刀具的涂層更具通用性，涂層產(chǎn)品趨于標(biāo)準(zhǔn)化；磁控濺射（MS）技術(shù)的結(jié)合，可以有效的實現(xiàn)多元薄膜的制備，顯著改善膜層中的納米結(jié)晶結(jié)構(gòu)和特征。
?。?）全面數(shù)字智能控制技術(shù)
● 智能源擋板系統(tǒng)：一套源擋板系統(tǒng)實現(xiàn)所有靶源和氣體離子源的預(yù)濺清洗。
● 智能真空控制模式（VCM0-VCM4）：實現(xiàn)鍍膜過程中真空過程的精確控制。
● 智能溫控系統(tǒng)：實現(xiàn)真空室溫度和加熱器溫度的智能雙溫控制。
● 可移出式下轉(zhuǎn)架系統(tǒng)：帶來極大的使用和維護方便、提高鍍膜生產(chǎn)的安全性和效率。
● 智能冷卻水循環(huán)系統(tǒng)：實現(xiàn)靶源放電的充分冷卻和真空室開門保溫的雙重效果。
● 鍍膜過程一鍵式全自動控制：IPC人機界面（虛擬手動控制面板）；Internet遙控連接技術(shù)支持。
● 智能真空控制模式（VCM0-VCM4）：實現(xiàn)鍍膜過程中真空過程的精確控制。
● 智能溫控系統(tǒng)：實現(xiàn)真空室溫度和加熱器溫度的智能雙溫控制。
● 可移出式下轉(zhuǎn)架系統(tǒng)：帶來極大的使用和維護方便、提高鍍膜生產(chǎn)的安全性和效率。
● 智能冷卻水循環(huán)系統(tǒng)：實現(xiàn)靶源放電的充分冷卻和真空室開門保溫的雙重效果。
● 鍍膜過程一鍵式全自動控制：IPC人機界面（虛擬手動控制面板）；Internet遙控連接技術(shù)支持。
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