Powlekanie CVD i PVD faktycznie znajduje zastosowanie w pokrywaniu narzędzi 
skrawających.

 

Techniki wytwarzania powłok metodami CVD

 

polegają na osadzaniu materiału powłokowego z 

fazy gazowej w konsekwencji zachodzących w nich reakcji chemicznych. Stanowią one zatem 

kontynuacje technologii 

obróbki cieplno – chemicznej

 w atmosferach gazowych, a ogniwem 

pośrednim pomiędzy nimi są procesy metalizacji dyfuzyjnej. 

Metodami CVD

 

wytwarza się najczęściej twarde i odporne na ścieranie a także na korozję 

powłoki węglików, azotków, węglikoazotków i oraz tlenków metali na podłożach stalowych, 

ceramicznych oraz metalach wysokotopliwych. 

Powłoki takie znalazły szerokie zastosowanie w pokrywaniu narzędzi skrawających oraz narzędzi 
do obróbki plastycznej na zimno i na gorąco – przyczyniając się do wielokrotnego podwyższenia 
ich trwałości. 

Powlekanie CVD: 

Tradycyjne procesy CVD prowadzone są w szczelnych, ogrzewanych oporowo retortach, przy 
ciśnieniu atmosferycznym lub obniżonym ciśnieniu atmosfery obróbczej wytwarzanej najczęściej 
na bazie związków halogenków metali (lotnych w temperaturze procesu). Ponadto w skład 
atmosfer reaktywnych chemicznie wchodzie mogą: amoniak jako nośnik azotu, metan jako nośnik 
węgla, wodór jako gaz silnie redukujący oraz azot jako obojętny chemicznie gaz nośny. 

Parametrami, które wpływają na przebieg procesu są: temperatura, skład chemiczny oraz 
warunki przepływu reagentów przez retortę. 

Reakcje zachodzące w atmosferze gazowej są aktywowane cieplnie, zatem temperatura 
niezbędna dla efektywnego przebiegu procesu musi być wysoka (900 – 950 °C). Wysoka 
temperatura i niska wydajność procesu ograniczają zakres i możliwości zastosowania 
tradycyjnych pomimo bardzo dobrego przylegania warstw do podłoża, w przeciwieństwie do 
powłok wytwarzanych w procesach PVD. 

Wpływ powlekania CVD na stal: 

Tradycyjne metody CVD dobrze sprawdzają się we wszystkich tych przypadkach, gdzie proces 
nakładania powłoki jest ostatnim zabiegiem technologicznym i pomimo wysokiej temperatury nie 
wpływa destrukcyjnie na strukturę i właściwości mechaniczne materiału podłoża. Szeroko 
wykorzystuje się je w pokrywaniu azotkiem tytanu narzędzi oraz segmentów (płytek) 
skrawających wykonanych z węglików spiekanych, a także dla wytworzenia szczelnych i gęstych 

warstw Al2O3 na narzędziach i ceramicznych elementach konstrukcyjnych wykonanych ze 

spiekanego korundu. 

W przypadku wyrobów stalowych, po procesie CVD należy przeprowadzić obróbkę cieplną 
(hartowanie i odpuszczanie) w celu utwardzenia podłoża, czego efektem są zawsze istotne 
odkształcenia hartownicze. 

Wobec niewielkiej grubości nałożonych powłok (kilka do kilkunastu µm) oraz braku możliwości 
ostatecznej korekty wymiarów poprzez szlifowanie, tradycyjnych metod CVD nie można stosować 
w przypadku narzędzi skrawających i innych precyzyjnych matryc i stempli wykonanych ze stali 
narzędziowych (np. szybkotnących). 

Powlekanie PVD: 

Procesy fizycznego osadzania powłok z fazy gazowej 

(PVD)

 

nieodłącznie związane są z 

rozwojem techniki próżniowej i w swych tradycyjnych wersjach wykorzystują dwie podstawowe 
metody zmiany stanu skupienia materiału powłokowego: 



 

odparowanie lub sublimację 



 

rozpylanie pod wpływem innych niż cieplne wymuszeń fizycznych 

Początkowe techniki PVD wykorzystywano na skalę przemysłową dla nanoszenia błyszczących 
powłok metalicznych na lustra i odbłyśniki reflektorów. 

W laboratoriach materiałoznawczych PVD stosowano przy preparatyce replik odwzorowujących 
strukturę powierzchni jako preparatów dla transmisyjnej mikroskopii elektronowej. W tych 

stosunkowo prostych 

– do dziś stosowanych aplikacjach, o właściwościach użytkowych 

nakładanych powłok decydują pojedyncze właściwości fizyczne (np. połysk metaliczny) oraz ich 
dobre przyleganie do podłoża. 

Spełnienie warunku dobrej adhezji powłoki do podłoża w tradycyjnych metodach PVD wymaga 
bardzo dobrego przygotowania (oczyszczenia) powierzchni, gdyż temperatura substratu w trakcie 
osadzania materiału powłokowego jest niezbyt wysoka. 

Wpływ powlekania PVD na stal: 

Powłoki PVD zwiększają odporność narzędzi na ścieranie, w przypadku narzędzi skrawających 
powodują lepsze odprowadzenie wióra, stanowią ochronę przed utlenianiem powierzchni 
narzędzia, ograniczają dyfuzje metal – metal, dają izolację termiczną, ograniczają nadbudowę 

części roboczych narzędzi oraz obniżają tarcie. 
Dzięki zastosowaniu powłok PVD uzyskuje się zdecydowanie wyższe trwałości narzędzi 
skrawających. Można dzięki temu ograniczyć koszty przestojów i wymiany narzędzi oraz zakupu 
narzędzi. 
Dzięki powłokom PVD można również zdecydowanie zwiększyć szybkość skrawania, ograniczyć 
chłodzenie oraz obrabiać coraz trudniej obrabialne materiały.