物理氣相沉積的基本工作原理是:在高真空鍍膜室內(nèi)通入一定氬、氮等氣體,并嚴(yán)格控制爐內(nèi)的真空度,爐內(nèi)的電極之間發(fā)生輝光放電或弧光放電,被鍍件是負(fù)極,含有鍍層金屬的一極是正極。被鍍膜的工件稱為基板,鍍膜時基板被加熱到400℃~600℃,鍍層金屬在放電的條件下燒蝕,逐漸蒸發(fā)為氣體,并被電離,如鍍層為鈦,則金屬鈦電離成氣相的鈦離子,鍍膜時通入爐中的氮等氣體也被電離成氮離子,于是在金屬蒸氣中生成TiN等化合物,在負(fù)電壓的吸引下離子流向加熱的工件,在工件表面沉積為由TiN、TiC等組成的超硬鍍膜。鍍膜厚度一般只有2um~3um,盡管鍍層很薄,但它在刀具和模具表面能發(fā)揮出強(qiáng)大的作用,有效提高模具性能。
PVD與CVD相比具有沉積溫度低的優(yōu)點(diǎn),但鍍層薄,而且鍍膜與模具的結(jié)合強(qiáng)度比CVD低。
PVD可分為真空蒸鍍、濺射鍍和離子鍍。離子鍍是蒸鍍和濺射鍍相結(jié)合的技術(shù),離子鍍膜具有粘著力強(qiáng)、均鍍能力好、被鍍基體材料和鍍層材料可以廣泛搭配等優(yōu)點(diǎn),因而獲得了較為廣泛的應(yīng)用。目前在模具上應(yīng)用較多的是離子鍍TiN,這種膜不僅硬度高而且膜的韌性好、結(jié)合力強(qiáng)、耐高溫。在TiN基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多元膜,如(TiAl)N、(TiCr)N等,性能優(yōu)于TiN,是一類更有前途的新型薄膜。