小而精密的刀具——HiPIMS和金刚石守护微加工

义齿、电子元件、手表机芯、微型滚珠轴承—— 小型化无处不在。为了能够可靠、经济地加工这 些微小的部件，不仅需要具有特殊几何形状的高 精度微型刀具，还需要与之相协调的涂层。超薄 光滑的HiPIMS和金刚石涂层确保这些刀具在日常 加工中获得高性能和高稳定性。

在微加工的世界里，精密刀具的直 径只有几毫米甚至十分之一毫米。 印度CTC 精密刀具股份有限公司董 事Ramesh Agarwalla表示：“尤其 是对于这种微型刀具而言，涂层中 的缺陷（即液滴）是致命的，因为 它们对这些微小的尺寸具有非常极 端的影响。因此，光滑度是绝对 的、不可退让的要求。HiPIMS工艺 则是我们成功的关键”。在印度， CTC是直径小至0.03mm微型刀具 领域的权威专家，尤其是在PCB、 牙科和多媒体技术领域。与电弧工 艺相比，由于工艺的原因，CemeCon的HiPIMS技术根本无滴液产 生——不仅实现极其光滑的涂层， 还满足了微型加工低公差的要求， 并因此而无需进行后期处理。

微型刀具上完美的光滑表面不仅降 低了摩擦系数和积屑瘤的风险，也 减少了切屑与刀具之间的接触时 间，加速了热量随切屑的排出，保 护了刀具在加工过程中免受高温的 影响。此外，HiPIMS涂层特有的坚 硬且坚韧的晶体结构，还具有非常 良好的附着力——只有HiPIMS才可 以提供这种完美组合。即使在干式 和/或HSC机加工过程中，HiPIMS 也能带来优异的耐磨性，极大地延 长刀具寿命。

非常适合精细复杂的刀具几何形状

对于微型刀具而言，如何避免涂层 引起几何形状变化是一个普遍存在 的难题。例如，传统的电弧工艺往 往具有尖端效应，这意味着面对于 锋利、尖锐的刀具表面会不可避免 地出现过厚的涂层。但对于HiPIMS 涂层来说，这根本不是问题。CTC 公司的工程负责人Narayan Singh阐 述道：“HiPIMS能够实现甚至低于 1µm的超薄涂层，理想地再现深槽 几何形状。围绕切削刃周围复杂刀 具几何形状上均匀层生长的涂层能 确保层厚在非常窄的公差内均匀分 布。这意味着切削刃既不会受到影 响，也不会无意中变钝。”

如果你想以可靠的工艺在微型刀具 的复杂几何形状上涂极薄的涂层， 首先需要解决的是如何实现低残余 应力的问题。CemeCon产品技术 经理 Christoph Schiffers解释说： “为了使微型刀具保持锋利的切削 刃，涂层必须能够保持刀具的几何 形状。HiPIMS涂层独有的低残余压 应力特性，使得其不仅可为切削刀 片提供12µm厚的涂层，也可为微 型刀具提供1µm薄的涂层，这两种 涂层都具有宝贵的优势。可以想 象，如果将一块金属薄板在锋利的 刀刃上弯曲几次，那么，毫无疑问 弯曲点是薄板断裂风险最大的地 方。而这种情况是绝不允许的，即 使是切削刃上涂覆的薄涂层也不允 许。涂层的内应力越低，这种断裂 风险就越低。我们的CC800®HiPIMS拥有一个独特的优势：HiPIMS 脉冲与基台同步。在基台上，可实 现涂层的特定生长”。

CC800® HiPIMS：灵活、高效、稳定

CC800® HiPIMS涂层设备为刀具供 应商提供了一批又一批完全相同的 高质量涂层。它不仅确保刀具表面 上的涂层厚度分布非常均匀，而且 还能确保每个涂层批次的质量完全 相同——除此之外，不同几何形状 还可以（几乎）在该过程中实现无 限地组合。Christoph Schiffers： “CC800®HiPIMS提供具有最高生 产率的、高度均匀和致密的微型刀 具精密涂层：例如：可以在约4.5 小时内为1800个直径为4mm的刀 具同时涂上3µm的涂层。没有其它 任何涂层系统能有如此高的效 率！”

Ramesh Agarwalla 补充道：“此 外，CC800®HiPIMS还可让您全面 了解所有HiPIMS参数，使您能够 （进一步）开发自己的涂层工艺， 拥有高度个性化涂层，从而与竞争 对手拉开差距。”。

高精密金刚石涂层

很难想象，如果没有金刚石涂层， 微型刀具该如何加工高研磨性的高 科技材料：例如现在普遍应用于牙 科和医疗领域的新材料。高精度多 层CCDia®涂层的厚度仅为3µm， 独特的热丝工艺可确保涂层厚度分 布均匀且公差严格，可以完美保持 微型刀具几何形状的复杂性和精细 性。CCDia®涂层将晶体涂层的高 附着力与纳米涂层的高表面光滑性 结合在一起，加之高达10000HV_0.05 的极端硬度，最终赋予涂层极度的 耐磨性和极高的导热性，大幅提高 了刀具性能和使用寿命。此外，得 益于涂层自身的多层结构，还显著 提升加工工艺的可靠性，成为微精 加工的完美守护者。