1、定(ding)义
工(gong)业(ye)涂层用钛圆(yuan)柱靶(ba)是一(yi)种(zhong)专为(wei)工业(ye)表(biao)面强化需求设计的实心圆(yuan)柱(zhu)形高纯钛(tai)溅(jian)射靶(ba)材，通过(guo)物理(li)气相沉积（PVD）工(gong)艺在(zai)机械(xie)部件(jian)、工(gong)具(ju)或(huo)模具(ju)表面(mian)形(xing)成(cheng)钛基功(gong)能(neng)涂(tu)层（如(ru)TiN、TiAlN、TiCN等(deng)）。其核(he)心(xin)目(mu)标是通过(guo)超硬、耐(nai)磨(mo)、耐(nai)腐蚀(shi)的(de)薄膜提(ti)升(sheng)工业(ye)部(bu)件(jian)的使用寿(shou)命(ming)和(he)性(xing)能。
2、性(xing)能特点(dian)
高纯度适配性(xing)：纯(chun)度(du)≥99.95%（3N5级），针(zhen)对不(bu)同涂(tu)层(ceng)需求可调整(zheng)杂(za)质(zhi)含量（如Al、Si掺(can)杂用于(yu)TiAlN涂层(ceng)）。
超(chao)高致密度：密度≥4.5 g/cm³，减少(shao)溅(jian)射颗(ke)粒飞(fei)溅，避免(mian)涂层出现(xian)针(zhen)孔(kong)或剥落。
高(gao)温稳定性：熔点(dian)1668°C，可(ke)在(zai)高(gao)功率(lv)溅射(she)（≤20 W/cm²）下长(zhang)期运行(xing)，适(shi)合工业化(hua)连续生产(chan)。
高(gao)导(dao)热(re)性：复(fu)合铜/钼(mu)背板设计，散(san)热(re)效(xiao)率(lv)达(da)200-300 W/m·K，防止(zhi)靶材(cai)局(ju)部(bu)过热(re)开(kai)裂。
几(ji)何精度(du)：圆柱度≤0.05 mm，直(zhi)径公(gong)差(cha)±0.1 mm，确保(bao)涂(tu)层(ceng)厚度(du)均(jun)匀(yun)性（±5%以内）。
3、材(cai)质(zhi)与(yu)制造工艺
材(cai)质：
基(ji)材(cai)：高(gao)纯钛(tai)（ASTM Grade 1/2），纯(chun)度3N5（99.95%）至(zhi)4N（99.99%）。
复合(he)结构：钛(tai)圆柱(zhu)体(ti)与(yu)铜/钼背(bei)板(ban)真空(kong)扩散焊接（结合强度≥250 MPa）。
制造(zao)工艺：
原料(liao)提纯(chun)：电子束熔(rong)炼(lian)（EBM）去除挥(hui)发(fa)性(xing)杂(za)质（如Mg、Cl）。
塑(su)性加工(gong)：热锻(duan)（1100°C）→多(duo)向轧(ya)制→退火(huo)（消(xiao)除(chu)残(can)余应(ying)力(li)）。
精(jing)密(mi)加工(gong)：
数控(kong)车(che)床(chuang)成(cheng)型(xing)（直径(jing)50-400 mm，长度(du)200-1500 mm）。
表(biao)面镜(jing)面(mian)抛(pao)光（Ra≤0.4 μm），端面(mian)平(ping)面度(du)≤0.02 mm。
复(fu)合(he)焊(han)接：钛(tai)-铜(tong)界面采(cai)用真空(kong)热压焊(han)（温(wen)度800°C，压(ya)力50 MPa，时间(jian)2小(xiao)时(shi)）。
4、执行(xing)标准
| 标准类型(xing) | 具体(ti)标准(zhun) |
| 国际标(biao)准 | ASTM B348（钛及(ji)钛(tai)合(he)金棒(bang)材）、ISO 5832-2（外科植入(ru)物用(yong)钛(tai)材(cai)参(can)考(kao)） |
| 行业(ye)规(gui)范(fan) | VDI 3198（PVD涂(tu)层硬度(du)与结(jie)合(he)强度测试）、DIN EN ISO 1463（涂层(ceng)厚(hou)度(du)测(ce)量） |
| 国内(nei)标准 | GB/T 3620.1（钛(tai)及钛(tai)合(he)金(jin)牌(pai)号）、JB/T 8554（刀(dao)具涂层(ceng)技术条件(jian)） |
5、应用领域
切削工具：硬质(zhi)合金(jin)刀(dao)具的(de)TiAlN涂(tu)层(ceng)（硬度≥3000 HV，耐(nai)温(wen)800°C）。
模(mo)具(ju)表面(mian)：注(zhu)塑模具的(de)TiCN涂层(ceng)（摩擦系(xi)数(shu)≤0.3，延长脱模(mo)寿(shou)命3-5倍(bei)）。
机械部件(jian)：液压(ya)杆(gan)的CrTiN涂层(ceng)（耐(nai)盐雾(wu)腐蚀≥1000小时）。
航空航天：发(fa)动(dong)机叶片的(de)热(re)障(zhang)涂(tu)层(ceng)（Y₂O₃稳定ZrO₂+钛(tai)粘(zhan)结层）。
能源(yuan)设(she)备(bei)：海(hai)洋平(ping)台(tai)部件(jian)的(de)TiMoN涂(tu)层（抗海(hai)水腐(fu)蚀+防(fang)生(sheng)物(wu)附(fu)着）。
6、与其(qi)他(ta)工业(ye)涂层靶(ba)材的异同(tong)对比(bi)
| 特性 | 钛圆柱靶 | 钛(tai)合金靶（Ti6Al4V） | 纯(chun)铬靶 | 碳化钨(wu)靶 |
| 涂层类型(xing) | TiN、TiAlN、TiCN | TiAlN（含Al偏(pian)析(xi)风险(xian)） | CrN、CrAlN | WC-Co、DLC |
| 硬度（HV） | 2000-3500 | 1800-2800 | 1600-2200 | 2500-4000 |
| 耐温(wen)性 | ≤800°C（氧化(hua)前） | ≤600°C（Al元(yuan)素(su)易(yi)氧化(hua)） | ≤500°C | ≤1000°C（惰性环境(jing)） |
| 成本(ben) | 中高（￥800-1500/kg） | 中(zhong)等(deng)（￥600-1000/kg） | 低(di)（￥400-800/kg） | 极高(gao)（￥3000-5000/kg） |
| 适(shi)用场景(jing) | 通(tong)用工(gong)业耐磨/防(fang)腐(fu)涂(tu)层(ceng) | 轻型(xing)工具(ju)涂(tu)层 | 防腐(fu)装(zhuang)饰涂层(ceng) | 超(chao)硬切(qie)削(xue)/极端(duan)磨(mo)损(sun)环(huan)境(jing) |
7、选(xuan)购方法(fa)与(yu)注意(yi)事(shi)项(xiang)
选购(gou)方法(fa)
涂层性能匹(pi)配：
根据(ju)需求选(xuan)择靶(ba)材(cai)纯(chun)度(du)等级：
3N5级：常规耐(nai)磨(mo)涂(tu)层（TiN）。
4N级(ji)：高(gao)温(wen)抗(kang)氧(yang)化涂层(ceng)（TiAlN）。
微(wei)观结构(gou)验证(zheng)：
SEM检测晶(jing)粒(li)尺寸(cun)（≤50 μm），EDS分析(xi)Al/C等(deng)掺(can)杂(za)元(yuan)素(su)的分(fen)布均(jun)匀性。
复合(he)结(jie)构检(jian)测(ce)：
超声(sheng)波(bo)探(tan)伤（UT）检查钛(tai)-背(bei)板界面(mian)结(jie)合质(zhi)量（缺陷(xian)面(mian)积≤0.1%）。
供(gong)应商评估(gu)：
优先(xian)选择(ze)具备 EBM熔炼(lian)+真空(kong)扩(kuo)散焊 一(yi)体(ti)化工(gong)艺的(de)厂商（如日本东曹(cao)、德(de)国Plansee）。
注(zhu)意事项(xiang)
安(an)装(zhuang)调试：
首次使(shi)用(yong)前需 氩离(li)子(zi)清洗 靶面（功(gong)率(lv)5 W/cm²，时间30分(fen)钟(zhong)），去除表(biao)面(mian)氧化(hua)层(ceng)。
溅(jian)射气(qi)压(ya)控(kong)制在(zai) 0.2-0.4 Pa（Ar/N₂混(hun)合(he)气(qi)体(ti)比例(li)根据涂(tu)层类型(xing)调整(zheng)）。
工(gong)艺优化(hua)：
TiN涂(tu)层(ceng)：氮(dan)气(qi)流量(liang)占(zhan)比(bi)40%-60%，基(ji)片(pian)温度200-400°C。
TiAlN涂层(ceng)：铝(lv)掺杂(za)靶需同(tong)步使用Al靶共(gong)溅(jian)射，功率比(bi)（Ti:Al ）3:1。
维护(hu)与(yu)报(bao)废：
定(ding)期(qi)翻(fan)转(zhuan)靶材（每100小(xiao)时工作后(hou)旋转(zhuan)120°），剩(sheng)余(yu)厚(hou)度(du)<10%时(shi)需更(geng)换(huan)。
报(bao)废(fei)靶(ba)材可重(zhong)熔再(zai)生，但需控(kong)制O增(zeng)量(liang)（再生靶(ba)O含量≤500 ppm）。
工(gong)业涂(tu)层用钛圆(yuan)柱(zhu)靶(ba)凭(ping)借(jie)其(qi)高(gao)纯(chun)度(du)、优(you)异(yi)热(re)管(guan)理能力和适配(pei)多(duo)种(zhong)复(fu)合涂层(ceng)的灵(ling)活(huo)性(xing)，成为(wei)机(ji)械(xie)强(qiang)化(hua)领域的(de)核(he)心(xin)材料(liao)。相(xiang)较于纯铬(ge)靶，其耐磨(mo)性(xing)更(geng)优(you)；相(xiang)较(jiao)于碳化(hua)钨(wu)靶(ba)，成(cheng)本显(xian)著(zhu)降低(di)且(qie)工艺兼容性更(geng)广(guang)。选(xuan)购时需(xu)根(gen)据(ju)具体涂(tu)层(ceng)类(lei)型(xing)（如TiN、TiAlN）选(xuan)择靶(ba)材纯度(du)与复(fu)合(he)结构，并(bing)严(yan)格验证微(wei)观(guan)均匀(yun)性。使(shi)用(yong)中(zhong)需优化溅(jian)射气(qi)体比例与(yu)基(ji)片温度，同时定期维(wei)护(hu)靶材以延长寿命，最终实(shi)现(xian)工(gong)业(ye)部件寿(shou)命提(ti)升(sheng)与(yu)生(sheng)产(chan)成(cheng)本控(kong)制(zhi)的平(ping)衡。
