Tehnologija vakuumskog premazivanja pojavila se relativno nedavno. U međunarodnoj areni, tehnologija CVD (kemijsko taloženje iz pare) primijenjena je na alate za rezanje od tvrdih legura 1960-ih. Međutim, tijekom svog ranog razvoja ova se tehnologija suočavala s mnogim preprekama. Trebao je raditi u okruženju visoke-temperature (s procesnom temperaturom iznad 1000ºC) i imao je ograničen izbor premaza, što je značajno ograničavalo njegov razvojni potencijal.
Krajem 1970-ih pojavila se tehnologija PVD (fizičko taloženje iz parne pare), koja je otvorila obećavajući novi prostor u području vakuumskog premazivanja. U samo nekoliko desetljeća nakon toga, tehnologija PVD premaza brzo se razvila.
Danas su se nove tehnologije kao što su PCVD (fizičko-kemijsko taloženje iz pare) i MT-CVD (srednje-temperaturno kemijsko taloženje iz pare) pojavile u području tehnologije vakuumskog premazivanja. Različita oprema i procesi za premazivanje stalno su se pojavljivali, predstavljajući uspješnu i raznoliku scenu.
U budućnosti će razvojni trendovi tehnologije premazivanja alata uključivati sljedeće točke:
(I) Raznovrsnost i složenost komponenti premaza
a. Prva generacija PVD premaza uglavnom se sastojala od TiN. Na toj su osnovi sukcesivno razvijene različite pojedinačne metalne prevlake kao što su TiC, TiCN, ZrN, CrN, WC. Daljnjim razvojem PVD tehnologije taloženja, aluminij je dodan u prevlake, a pojavile su se višekomponentne prevlake od metalnih legura kao što su TiAIN i TiAICN. Njihova otpornost na trošenje i crvena tvrdoća značajno su poboljšani u usporedbi s pojedinačnim-metalnim premazima, što im omogućuje upotrebu pri većim brzinama rezanja, na primjer, do 150 m/min u rezovima kotrljanjem.
b. Kasnije je postao trend nanošenja više različitih vrsta premaza na alat sloj po sloj kako bi se iskoristile prednosti svakog premaza. Na primjer, korištene su kombinacije TiN + TiCN + TiN, TiN + TiALN, TiAIN + WC/C itd.
c. Posljednjih godina tehnologija PVD premaza napravila je još jedan značajan korak naprijed. Nekoliko inozemnih tvrtki za premazivanje uspješno je razvilo tehnologiju pulsnog premazivanja i počelo je primjenjivati. Na primjer, tehnologija P3E (Pulse Enhanced Electron Emission) tvrtke Balzers u Švicarskoj i tehnologija HIP_ (High Ion Pulse) tvrtke Cemecon u Njemačkoj. Ove dvije nove tehnologije koriste pulsirajuće elektrone za aktiviranje lučnog isparavanja ciljanog materijala. Zbog ovog procesa koji radi u atmosferi kisika, teoretski, ova tehnologija može taložiti bilo koji metalni oksid (kao što su Al2O3, ZrO2, Cr2O3, Ta2O5, itd.) i njegove složene prevlake. Trenutačno je prevlaka Al2O3 ušla u praktičnu probnu fazu i vjeruje se da će se u bliskoj budućnosti široko primjenjivati.
(II) Razvoj primjene premaza postaje ciljaniji
Kako bi se zadovoljili različiti zahtjevi primjene, razvoj i dizajn premaza postali su sve više ciljani. U skladu sa karakteristikama i zahtjevima različitih područja primjene kao što su bušenje, glodanje, rezanje suhim valjanjem, štancanje i duboko izvlačenje, razvijeni su premazi s relativnim prednostima u ovim aspektima. Kontinuiranim naporima i eksperimentima postignut je uspjeh u određenim poljima, kao što je primjena TiX (Al:Ti=2:1) prevlaka u glodanju, AICrN prevlaka primijenjena na-brzinsko rezanje suhim valjanjem, CrN + TISIN kompozitne prevlake primijenjene u bušenju i TIN + TCX kompozitne prevlake primijenjene u kalupima za duboko izvlačenje. Njihov životni vijek znatno je bolji nego kod drugih premaza. Osim toga, različiti ciljani premazi sa funkcijama kao što su otpornost na koroziju (Crx premazi), "samo-podmazivanje (WC/C premazi), obrada mekih materijala (MoS2 premazi) i obrada tvrdih materijala (CBN, dijamantni premazi)" već su naširoko primijenjeni. Iako su ovi premazi bili vrlo uspješni u svojim poljima, s kontinuiranim razvojem tehnologije PVD premaza, novi premazi s više ciljanja će se kontinuirano razvijati kako bi zamijenili ove postojeće premaze.
(III) Čestice taloženja premaza imaju tendenciju da budu nanometrizirane
S razvojem nanotehnologije i napretkom tehnologije premaza, alati za rezanje s nanometarskim-premazom privukli su veliku pozornost istraživača i tvrtki za usluge PVD premaza. Nanometrizacija čestica taloženja premaza može povećati čvrstoću veze između premaza i podloge kao i između različitih slojeva, a također može smanjiti hrapavost površine premaza. Trenutno su čestice taloženja većine premaza još uvijek relativno velike. Iako postoje neki premazi koji se nazivaju nano-razina, velike čestice još uvijek se mogu naći na konačnoj površini premaza, a površina premaza je još uvijek relativno hrapava. Smanjenje veličine čestica taloženih premaza uz održavanje stabilnosti procesa kako bi se izbjegla pojava velikih abnormalnih čestica postat će važan smjer za razvoj premaza, posebno u primjenama zrcalnih površina. Iako su neke tvrtke razvile premaze za zrcalne površine, njihova kvaliteta i stabilnost su loši, a proces je također relativno složen. U budućem istraživanju i razvoju premaza, nanometrizacija čestica premaza i nanometrizacija debljine međusloja premaza bit će glavni pravci razvoja, što je od velike važnosti za poboljšanje sveobuhvatne izvedbe premaza i smanjenje naprezanja međuslojeva, te će dodatno poboljšati glatkoću površine zrcala, čime će se dodatno proširiti primjena premaza u industriji preciznog oblikovanja.
(IV) Procesna temperatura premaza je sve niža
Od temperature taloženja od oko 1000 stupnjeva za općenite CVD premaze do oko 500 stupnjeva za PVD i PECVD premaze, temperatura taloženja premaza se smanjila, čime se širi raspon primjene premaza. Međutim, temperatura taloženja od oko 500 stupnjeva još uvijek ima štetne učinke na obradak premaza, kao što je deformacija obratka i smanjenje tvrdoće podloge. Stoga je potrebno predložiti posebne zahtjeve za predgrijavanje izratka koji se oblaže, kao što je temperatura povratnog zagrijavanja izratka koja nije niža od temperature prevlačenja. Premazi s nižim temperaturama, kao što su oni s temperaturom premaza ispod 200 stupnjeva, eliminirati će ta ograničenja, dopuštajući širi raspon materijala za primjenu premaza, fleksibilniji odabir predgrijavanja i izvediviju sveobuhvatnu primjenu različitih tehnologija modifikacije površine. U isto vrijeme, primjena premaza na niskim-temperaturama smanjit će potrošnju energije opreme za premazivanje, što će imati određeni učinak zaštite okoliša u očuvanju energije. Štoviše, smanjenje temperature premaza omogućuje kraća vremena zagrijavanja i hlađenja, skraćujući ciklus isporuke premaza i poboljšavajući učinkovitost. Stoga će premazi-na niskim temperaturama uvelike promicati primjenu i popularizaciju premaza te će postati važan smjer za razvoj PVD premaza.
