티타늄 합금 PVD 코팅

티타늄 합금 PVD (Physical Vapor Deposition) 코팅은 PVD 기술을 사용하여 티타늄 합금 표면에 형성된 박막입니다. 이 기술은 물질 원 (고체 또는 액체) 을 기체 원자, 분자로 기화 할 수 있으며, 또는 부분적으로 이온화 된 이온은 진공 상태에서 저압 가스 (또는 플라즈마) 를 통해 기판 표면에 증착하여 기능성 필름을 형성합니다.

티타늄 합금은 널리 사용됩니다.티타늄 제조 회사낮은 밀도, 높은 비강도, 내식성 및 용접성 때문에. 그러나, 이들의 불량한 내마모성, 산화성 부식에 대한 민감성 및 낮은 표면 경도는 이들의 적용을 제한한다. PVD 기술을 사용하면 티타늄 합금의 표면에 고경도, 내마모성 및 장식 코팅을 적용하여 이러한 특성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

PVD 코팅 공정은 진공 증발, 스퍼터링 및 이온 도금과 같은 여러 기술을 포함한다. 가장 일반적인 방법은 진공 아크 이온 도금 및 스퍼터링입니다. 예를 들어, TC11 티타늄 합금의 표면에 PVD 진공 아크 이온 도금을 통해 TiAlN 코팅을 적용하면 보호 특성을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.

그러나, 티타늄 합금 PVD 코팅은 또한 몇 가지 과제에 직면한다. 첫째, 티타늄 합금은 피로에 매우 민감하여 PVD 처리 중 공정 설계 및 제어에 특별한주의를 기울여야합니다. 둘째, 스테인레스 스틸에 비해 티타늄 합금에 PVD 코팅의 어려움은 주로 접착, 필링 및 수리의 포괄적 인 평가에 있습니다. 또한, 티타늄 합금 표면의 사전 세정은 코팅의 품질과 접착력을 보장하는 데 중요합니다.

티타늄 합금 PVD 코팅의 적용 전망은 광범위합니다. 뿐만 아니라 그들은 기계적 성질과 생체 적합성을 향상시킬 수 있습니다맞춤형 티타늄 제품그러나 그들은 또한 외관을 개선하고 제품의 수명을 연장합니다.

티타늄 합금 PVD 코팅 연구의 최근 발전

1. 다층 코팅 기술:PVD 기술을 사용하여 준비된 TiAlSiN 다층 코팅은 주기적 인터페이스 구조를 통해 경도를 개선하여 층간 전위 움직임을 차단하여 재료 경도를 크게 증가시킵니다.

2. 의료 티타늄 합금 표면 보호:주요 실험실의 연구에 따르면 PVD 기술을 사용하여 준비된 ZrN 코팅은 우수한 내마모성과 생체 적합성을 제공하여 뼈 임플란트에 중요한 보호 코팅이됩니다.

3. 도구 착용 및 수명:TC6 티타늄 합금의 고속 밀링에서 PVD 코팅 도구는 후방 절단 표면의 마모가 적고 공구 수명이 길어 PVD 코팅이 TC6 티타늄 합금 가공에 더 적합합니다.

4. 개발 동향:PVD 코팅 기술의 현재 추세에는 점점 더 단단하거나 연약하고 (고체 윤활 및 낮은 마찰) 새로운, 복합 및 다층 설계로 이동하는 코팅이 포함됩니다.

티타늄 합금 PVD 코팅 공정 매개 변수의 최적화

1. 적절한 PVD 방법 선택:적용에 따라, 진공 증발, 이온 도금 및 마그네트론 스퍼터링과 같은 상이한 PVD 방법이 선택될 수 있다. 각 방법에는 장점과 단점이 있습니다. 예를 들어, 진공 증발은 높은 경도 및 낮은 마찰 계수를 갖는 코팅을 제조하기에 적합하다.

2. 조정 코팅 재료:코팅 재료의 지속적인 개선은 전체 성능을 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어, 티타늄 질화물 합금을 코팅 재료로 사용하면 자동차 엔진 부품 및 절삭 공구와 같은 분야에서 더 나은 마모 및 내식성을 얻을 수 있습니다.

3. 제어 프로세스 매개 변수:PVD 공정 동안 온도, 압력 및 가스 흐름과 같은 매개 변수를 엄격하게 제어해야합니다. 이러한 매개 변수는 코팅의 품질과 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 예를 들어, 에칭 프로세스 파라미터를 최적화하면 표면으로부터 최상의 재료 제거가 보장된다.

4. 기판에 코팅 접착 강화:접착은 코팅과 기판 사이의 결합 강도를 평가하는 데 사용되는 임계 품질 지표입니다. 따라서, PVD p에서의 접착력 향상Rocess는 코팅 안정성과 내구성을 보장하기 위해 필수적입니다.

5. 산화 저항 개선:코팅은 종종 고온 및 압력에 노출되기 때문에, 이들의 내산화성은 수명에 영향을 미친다. 코팅의 구조, 조성을 변경하고 산소 차단 요소를 추가하는 것과 같은 방법은 내산화성을 향상시킬 수 있습니다.

6. 포괄적 인 개입 방법:비교적 낮은 표면 경도를 갖는 주형의 경우, 이온 침탄 처리는 PVD 코팅 공정 전에 수행될 수 있다. 이 포괄적 인 접근 방식은 코팅의 수명을 연장 할 수 있습니다.

새로운 티타늄 합금 PVD 코팅 재료

다층 (Cr/CrN)× 8 코팅: 이 코팅은 PVD 진공 아크 방법을 사용하여 Ti-6Al-4V 합금의 표면에 동일한 총 두께와 층 수로 증착됩니다. Cr 및 CrN 층의 두께 비율은 다양하다. CrN 하드 박막: 이 소재는 Sandvik CTC5240 삽입물에 사용됩니다. 우수한 내마모성과 연장 된 공구 수명을 보여줍니다.

· 내마모성: PVD 코팅은 공작물의 표면에 더 잘 결합되고 접착력이 높으며 코팅이 더 어려워 마모 및 내식성이 우수합니다. 특히, CrN 코팅은 티타늄 합금의 고효율 가공 동안 우수한 내마모성을 나타낸다.

· 접착: PVD 코팅은 우수한 접착력을 가지며, 균열이나 박리없이 90 도 이상의 굽힘을 견뎌냅니다.

· 내식성: PVD 코팅은 티타늄 합금의 내마모성을 향상시킬뿐만 아니라 내식성을 향상시킵니다.

· 피로 성능: PVD 코팅은 티타늄 합금 기판의 피로 성능에 큰 영향을 미칩니다.티타늄 육각 주식피로 골절 과정에서 행동을 개선합니다.

· 환경 우정: PVD 기술은 현대 녹색 제조 동향에 따라 환경에 부정적인 영향을 미치지 않습니다.