經過數(shù)十年的發(fā)展，硬質涂層的發(fā)展已經上了一個新的臺階。從二十世紀七十年代化學氣相沉積（CVD）技術制備TiN開始，經歷了物理氣相沉積(PVD)技術的出現(xiàn)，TiAlN涂層的廣泛應用，直至如今的AlTiN，CrAlN，TiAlSiN，金剛石等一系列新型涂層的誕生和應用。硬質涂層已經呈獻百花齊放的態(tài)勢。

硬質涂層的市場隨著加工技術的更高要求而不斷擴大，在國內也具有越來越大的市場。硬質涂層在工具上的應用按照市場占有量的劃分主要為：刀具涂層70％，模具涂層25％，零部件涂層5％。

硬質涂層技術主要有陰極電弧離子鍍技術和磁控濺射技術。電弧技術和磁控濺射技術的區(qū)別主要為：電弧技術可以獲得接近90％的離化率和較快的沉積速率，但存在液滴的問題；磁控濺射技術可以獲得平整的表面，但離化率和沉積速率都相對較低。

目前，兩種技術都在不斷向前發(fā)展。Balzers公司采用的是最傳統(tǒng)的小圓弧技術，但是通過提高圓弧靶的直徑的方式，提高了冷卻效率，使得液滴的尺寸相對傳統(tǒng)圓弧更小。PVT公司采用的是矩形電弧技術，用增大面積和加長電弧運動軌跡的方法提高靶材的冷卻，使得液滴尺寸小于1微米。Platit公司采用的是柱狀電弧技術，在電弧工作的同時，靶管旋轉，使靶材獲得充分的冷卻，其宣稱的液滴尺寸為0.01微米量級。磁控濺射技術也在不斷進展，Teer公司提出的閉合磁場非平衡磁控濺射技術能夠大幅度提高離化率，成為磁控濺射膜層質量提升的關鍵。隨著中頻孿生磁控技術和非平衡磁控濺射技術的結合，磁控濺射技術已經能夠獲得與電弧技術相當?shù)膬?yōu)質膜層。

2000年以后，在國內許多城市都出現(xiàn)了很多國外公司的硬質涂層加工中心。尤其以長江三角洲居多，Balzers，CemeCon，IonBond，Hauzer等在蘇州建廠，Platit，Teer，Sulzer在上海建廠，更多廠家在常州設有設備。同時，PVT在哈爾濱和東莞，Balzers在天津、漢中、成都、株洲都開始設立加工中心。還有很多世界上二三流的公司也涌入國內，在廣東，上海，天津等地從事鍍膜服務。工具的硬質涂層服務有地域性的限制。這通常是由于工具使用廠家比較分散，且對工具涂層時間要求常為2到3天而形成的。從國際經驗看，一個涂層加工中心的有限服務范圍為200公里。

我國引入硬質涂層技術是從上世紀八十年代開始的，當年有工業(yè)部組織國內幾家大型國有刀具生產廠，如哈一工，上海工具廠等，從美國Multi-Arc公司引入的電弧技術沉積TiN涂層。后來對國外設備進行了測繪和仿制，但是沒有形成真正的生產能力。國內長期從事硬質涂層生產的主要企業(yè)是成都工具研究所，主要使用Balzers的CVD沉積TiN技術。進入二十一世紀以來，國內越來越多從事工具行業(yè)的專家認識到工具涂層的重要性，也有越來越多的廠家開始大規(guī)模的使用涂層工具。近年來，國內的部分高等院校、研究單位和公司投入了大量的精力從事硬質涂層的研究和產業(yè)化嘗試。目前國際上流行的TiAlN和AlTiN都開始逐步被國內廠商掌握，并開始實現(xiàn)工業(yè)化。

未來隨著工業(yè)需求的不斷增加，對硬質涂層的要求也將愈發(fā)嚴格。未來的涂層將有兩大趨勢：超硬涂層和低摩擦系數(shù)涂層。

一、超硬涂層

超硬涂層一般是指維氏硬度在40GPa以上的硬質涂層。主要有：

1、金剛石涂層(硬度為50-100GPa，與晶體取向有關)

2、立方氮化硼(e-BN)涂層(硬度為50-80GPa)

3、類金剛石涂層(DLC，因工藝不同硬度可在10GPa-60GPa的寬廣范圍內變動)

4、碳氮涂層(CNx，硬度可達15GPa-50GPa)

5、納米復合涂層和納米多層涂層(TiN/NbN納米多層涂層硬度為51GPa，TiYN/VN納米層涂層硬度高達78GPa)

二、低摩擦系數(shù)涂層

低摩擦系數(shù)涂層主要包括鉬基涂層(二硫化鉬)，和碳基涂層(金剛石、類金剛石、碳氮涂層等)，摩擦系數(shù)均可達到0.1以下。

——文本由真空鍍膜設備廠家廣東振華科技發(fā)布