纳米涂层的制造方法主要包括气相沉积、各类喷涂(含常温喷涂、火焰喷涂和等离子喷涂等)、镀覆(含电镀和化学镀)等多种方法 [1] 。
气相沉积:采用化学或物相沉积法可以在基体表面上形成纳米薄膜或得到纳米涂层。
纳米喷涂:热喷涂方法制备纳米结构涂层的主要优点是工艺简单,涂层和基体选择范围大,涂层厚度变化范围大,沉积率高,容易形成复合涂层等。
纳米涂装:在普通的涂料中,添加适当的纳米颗粒,可以大幅度提高涂料的悬浮稳定性、耐水洗性、附着力、光洁度、除臭、抗老化性等,并可同时得到一些特殊性能如光催光、吸收电磁波、防静电等。
模具表面涂层一般是增加模具的耐磨性,将模具表面涂层分类如下:
1、纳米合金涂层,
2、碳化钨涂层,
3、碳化铬表面涂层.
二、PVD技术的发展
PVD技术出现于二十世纪七十年代末,由于其工艺处理温度可控制在500℃以下,因此可作为终处理工艺用于高速钢类刀具的涂层。由于采用PVD工艺可大幅度提高高速钢刀具的切削性能,所以该技术自八十年代以来得到了迅速推广,至八十年代末,工业发达国家高速钢复杂刀具的PVD涂层比例已**过60%。
PVD技术在高速钢刀具领域的成功应用引起了**制造业的高度重视,人们在竞相开发高性能、高可靠性涂层设备的同时,也对其应用领域的扩展尤其是在硬质合金、陶瓷类刀具中的应用进行了更加深入的研究。研究结果表明:与CVD工艺相比,PVD工艺处理温度低,在600℃以下时对刀具材料的抗弯强度无影响;薄膜内部应力状态为压应力,更适于对硬质合金精密复杂刀具的涂层;PVD工艺对环境无不利影响,符合现代绿色制造的发展方向。
随着高速切削加工时代的到来,高速钢刀具应用比例逐渐下降、硬质合金刀具和陶瓷刀具应用比例上升已成必然趋势,因此,工业发达国家自九十年代初就开始致力于硬质合金刀具PVD涂层技术的研究,至九十年代中期取得了突破性进展,PVD涂层技术已普遍应用于硬质合金立铣刀、钻头、阶梯钻、油孔钻、铰刀、丝锥、可转位铣刀片、异形刀具、焊接刀具等的涂层处理。 [1]
温控涂层
航天器在太空的热环境十分恶劣,背阳面温度可达-100°C,向阳面可达+120°C左右。为保证航天员的生命安全和仪器设备的正常运转,在航天器表面涂敷温控涂层可以平衡与空间的热交换,维持舱内的正常温度。已经获得应用的温控涂层有**硅、硅酸钾氧化锆和氧化铝涂层。
火箭发动机涂层
液体火箭发动机一般采用再生冷却,不需要涂层保护,但有时为了增加温降,在燃烧室内壁喷涂氧化铝或氧化锆隔热涂层。姿态控制火箭发动机多使用铌、钼等难熔合金,必须有防氧化涂层的保护才能工作。“阿波罗”号飞船指挥舱和登月舱的姿态控制火箭采用涂有二硫化钼涂层的小型钼合金发动机。