国内外切削刀具涂层技术的发展（四）

HEATS

　　在此期间，由于对切削刀具涂层市场前景看好，国内共有七家大型工具厂从国外引进了大型PVD涂层设备(均以高速钢TiN涂层工艺为主)。技术及设备的引进调动了国内PVD技术的开发热潮，许多科研单位和各大真空设备厂纷纷展开了大型离子镀膜机的研制工作，并于九十年代初开发出多种PVD涂层设备。但由于多数设备性能指标不高，无法保证刀具涂层质量，同时预期的市场效益未能实现，因此大多数企业未对PVD刀具涂层技术作进一步深入研究，导致近十年国内PVD刀具涂层技术的发展徘徊不前。尽管九十年代末国内成功开发出硬质合金TiN-TiCN-TiN多元复合涂层工艺技术并达到实用水平，CNx涂层技术的研发也有重大突破，但与国际发展水平相比，我国的刀具PVD涂层技术仍落后十年左右。目前国外刀具PVD涂层技术已发展到第四代，而国内尚处于第二代水平，且仍以单层TiN涂层为主。

2 C$ x; @* m# G% [4 G

　　4我国刀具PVD涂层技术发展的问题与对策

6 b @ h& {5 H( ~

　　4.1问题分析

' {6 k; n1 \2 ]/ h

　　与国外相比，我国刀具PVD涂层技术的研究和开发起步并不太晚，而且在发展初期大量引进了当时国际上最先进的各类涂层设备，八十年代后期国产涂层设备也得到了迅速发展，但该项技术真正广泛应用于高速钢刀具却是在九十年代中期。到目前为止，虽然国内对硬质合金刀具TiCN涂层的研究已取得突破，但国内市场的涂层产品仍以TiN涂层为主。分析其原因，可归纳为以下几点：

5 H" g, B9 ~( j& J& c' ?

　　(1)前期集中引进对国内PVD技术后续发展的影响

8 G- ~& R$ `3 F' }* g- ~) r! C4 H . s, c0 U X$ S) t

　　八十年代中期国外PVD技术及装备的集中引进虽然使我国发展该项技术有了一个高起点，同时也解决了高速钢刀具的涂层问题，但由于引进设备的厂家都是国内的刀具生产骨干企业(其刀具产品的国内市场占有率很高)，这些先进涂层设备的引进在相当长一段时间内已可满足这些企业的生产要求，因此对国产PVD技术和设备的需求不太强烈，这在一定程度上影响了国产PVD设备在刀具制造领域的应用与发展；另一方面，八十年代中期PVD技术还处于发展初期，随着该项技术的不断发展，进入九十年代后新技术层出不穷，这些企业早期引进的技术亟待更新，但昂贵的价格使企业很难再次引进新技术和新设备，国内也因此错失了发展提高PVD技术的最佳时期。

' h* O3 C% s. m- j# {2 q! x" y

　　(2)对新工艺的研发重视不够

2 P" `* r2 N% E& h ^& Q8 B

　　尽管八十年代国内引进了当时最先进的PVD技术，但当时PVD技术尚处于发展初期，国内对其后续发展空间及发展速度无法充分估计；此外，物理涂层技术是集电子物理、材料、真空控制技术于一体的新型技术，在研究、生产、应用等方面对人员配置有较高要求，而大部分引进PVD技术的企业偏重生产，对开发人员及资金配置不足，难以推动工艺技术的进一步自主开发，新工艺、新技术仍需再引进，而再引进的费用十分昂贵(如Balzers公司的设备从TiN涂层工艺升级为TiCN涂层工艺，仅硬件改造费即需30万美元)，因此影响了国内涂层技术新工艺和装备的研发。

; D1 ^$ t2 p* N5 k0 u! P

　　(3)国产设备开发缺乏统一性、合理性及协作性

t$ ~9 l& e9 ~6 m, W0 h

　　八十年代后期，国内一些真空设备制造厂及科研单位对PVD刀具涂层市场过于乐观，纷纷加大各类PVD涂层设备的开发力度，但由于缺乏对切削工艺及刀具涂层工艺的深入了解，与工具厂合作不够，因此开发的涂层设备大多无法满足刀具涂层工艺的要求，尤其是精密高速钢刀具涂层技术尚达不到批量生产水平。

7 U D' V9 s/ W' ~3 s5 S5 w A# G. P6 i 1 s/ C) p, Q: _ \ ( r$ x0 M! z" k* n) p$ i% F/ T