生產周期長、加工精度高使得模具造價高昂，同時好的模具在加工產品過程中應該能夠確保產品表面品質優異。合理應用表面處理技術以獲得高精度模具表面，是提品精度及表面質量的必要條件。 隨著汽車行業競爭的日益激烈和經濟狀況的日益惡劣，汽車零件生產廠家對生產成本的關注與日俱增。零件生產成本的很大一部分來自于工具的成本，而模具則是其中一個非常重要的部分。模具因其生產周期長，加工精度高而使其造價高昂，所以生產廠家總是希望模具使用壽命能夠足夠長，同時好的模具在加工產品過程中應該能夠確保產品表面品質優異。在眾多的表面處理方法中，PVD涂層無疑是解決以上問題的方法。從成本的角度考慮，花費在PVD涂層的投入只占模具成本的幾十分之一，卻能夠得到壽命和被加工零件表面品質的提升。 與傳統的表面熱處理方式相比，一般PVD涂層的表面硬度要高數倍至數十倍以上，這就使得經過PVD處理的模具壽命會在原來的基礎上提高數倍至數十倍以上。從使用壽命的角度上看，工具的成本得以很大程度的降低。由于模具壽命的提高，機器因更換模具而停機對產能的影響也大為降低。 一般PVD涂層由于其本身特點，其摩擦系數要遠小于普通金屬材料。例如，經過表面拋光的金屬材料的表面摩擦系數一般在0.9左右，而PVD涂層材料對鋼材的摩擦系數在0.1～0.6之間。較小的摩擦系數使經PVD處理的模具在加工過程中與被加工零件的表面摩擦降低，零件表面品質遠好于沒有涂層模具所生產的零件。 Cromastar和Ticastar 針對汽車零件加工行業加工的特點，星弧涂層積多年在PVD涂層設備和涂層工藝研發的經驗推出兩類涂層產品：Cromastar和Ticastar。 Cromastar是以CrN（氮化鉻）為基礎的涂層，而Ticastar是以TiCN（氮碳化鈦）為基礎的涂層。這兩類涂層的基本特點是都具有很高的硬度（Cromastar：Hv2500和Ticastar：Hv3200）和較低的摩擦系數（Cromastar：0.1～0.2和Ticastar：0.2～0.3）。這些涂層應用于金屬薄板（厚度<10mm）的沖壓、折彎等冷做成形模具上得到了很好的效果。 Cromastar和Ticastar的優異性能得益于其自身設備和工藝的先進和獨特。星弧涂層的增強型磁控陰極弧技術沉積很好地解決了其他電弧技術所沉積的涂層中有害顆粒過大、涂層粗糙等缺點，摩擦系數遠低于同類產品的0.8。這一特性可從掃描電子顯微鏡下采用不同技術所沉積的硬質涂層表面狀況的明顯區別而看出（圖1）。傳統的電弧技術所沉積的涂層表面粗糙程度明顯較高。在硬度調節和控制上，星弧涂層完美地運用直流偏壓和高頻高壓脈沖偏壓相互結合，涂層的硬度比市場標準硬度高Hv200～300，從而在應用上確保同等涂層厚度的條件下，涂層的耐用程度更加杰出。 星弧涂層的Cromastar和Ticastar由于其性能特性的不同，在應用方面的選擇也有所區別。Cromastar涂層的摩擦系數低、化學穩定性好，涂層對大部分材料親和力較弱，所以在加工不銹鋼、鍍鋅等粘性較大的鋼板時，模具表面不會粘黏上被加工的材料，模具和零件均會在使用壽命范圍內始終保持光滑的品質。Ticastar涂層的硬度較Cromastar涂層高出Hv700左右，這一特性使其在加工較硬和較厚材料時具有優良的特性。 應用 以制造汽車排氣管蓋（圖2）的模具為例，該模具的主要功能為折彎拉伸成形，可選用的涂層包括普通TiN（氮化鈦）、TiAlN（氮化鋁鈦）和Cromastar等。由于TiAlN對材料的粘性較大，很容易產生被加工材料粘黏在模具上從而影響產品品質的問題，所以不選擇。如果該模具不做任何表面PVD處理，在使用過程中，每個模具平均沖壓100個零件，操作人員就不得不對模具進行拋光處理。如果模具表面進行TiN涂層處理的話，模具使用壽命可以達到5000個零件。那么如果對該模具表面進行Cromastar涂層處理，這個壽命值將會提高到7000個零件（圖3），產能大為提高，而且在整個使用壽命范圍內，無需人工對模具進行拋光。 另外，圖3中所示的壽命狀況是針對模具上一次涂層壽命的數據。實際上Cromastar涂層的另一特性在于：涂層在使用壽命結束時，可以通過對涂層進行退鍍的方法，將表面殘余的涂層去除同時再涂以新涂層，這樣的退鍍—涂層的工藝可重復5～6次，所以實際原始模具的壽命要遠高于不涂層的模具。從實際使用所獲得的數據可以看出，對于該產品的模具進行PVD涂層所帶來的效益是非常明顯的。正確地選擇涂層類型，可以使得同樣一個模具在成本和壽命上得到為優異的發揮。在這一應用上Cromastar涂層無疑是較好的選擇。 結語 星弧涂層獨具大型模具涂層能力為汽車零件生產行業又增添了一條表面處理的途徑。考慮到汽車零件生產行業的特點，星弧涂層的PVD涂層設備能夠處理尺寸較大的零件，較大的模具尺寸可達500mm×200mm×150mm的模具鑲件，這一能力在很大程度上解決了行業內對大型模具的PVD處理需求。