科创中国

随着现代精密金属切削加工业的发展，对刀刃具的寿命、精度以及可靠性等综合性能的要求越来越高。涂层刀刃具的出现，使的刀刃具切削性能有了重大突破：在高韧性、高强度刀刃具制品的基体上沉积具有更高硬度的硬质涂层不仅能够保持基体的良好韧性，还能有效地提高制品的表面硬度、复合韧性以及抗高温氧化等力学性能和化学性能，从而可以大幅度地提高其生产效率和使用寿命(如在高速钢刀具上沉积TiN、TiAlN或TiC等硬质涂层可以提高制品的使用寿命3-10倍，提高加工效率50%)。 涂层技术主要包括化学气相沉积（CVD）和物理气相沉淀（PVD）。与CVD技术相比，PVD镀膜技术则具有沉积温度低与环境友好等突出优点。PVD硬质涂层沉积工艺温度（300oC~500 oC）通常低于工模具的回火温度，避免了镀膜后的二次热处理，节省了能源，降低了废品率，能很好地满足工业生产的要求。与磁控溅射相比，多弧离子镀具有离化率高、沉积能量高、涂层与基体结合力强等突出优点，但在阴极弧斑处，伴随着等离子体的产生，也会有大量尺寸不一的阴极材料颗粒或熔融液滴，统称为“大颗粒”的存在，严重影响了涂层的致密性和表面质量。该技术通过结合多弧技术和磁控溅射技术的各自优点，开发出了多弧与磁控复合离子镀膜装备，结合涂层成分设计和结构调控，制备出综合性能优异包括强膜基结合力、高硬度、高耐磨性、低摩擦系数的超硬涂层。与扬州恒德工业公司合作开发了涂层冷冲模具，所开发的涂层冷冲模具硬度为40 GPa、摩擦系数为***，使用寿命提高3倍，产生直接经济效益约2000万；因此，被认定为扬州市“绿扬金凤优秀博士”和“江苏省创新创业计划人才”。与上海刀片公司合作，开发了涂层剃须刀片，性能媲美吉利剃须刀片，远超出国内同类产品，为企业带来直接经济效益700万元。与核动力院合作开发的W-Cr-Si-N三元涂层，通过控制衬底偏压来改变涂层的择优取向，当衬底偏压为200V时，涂层具有（111）择优取向，涂层结构最致密，硬度高达42GPa，实现超硬。