Tehnologija vakuumskega premazovanja se je pojavila relativno nedavno. Na mednarodnem prizorišču je bila tehnologija CVD (kemično naparjevanje) uporabljena za rezalna orodja iz trdih zlitin v šestdesetih letih prejšnjega stoletja. Vendar se je ta tehnologija med svojim zgodnjim razvojem soočala s številnimi ovirami. Delovati je moral v visoko-temperaturnem okolju (s temperaturo postopka nad 1000 °C) in imel je omejeno število premazov, kar je znatno omejilo njegov razvojni potencial.
Do konca sedemdesetih let prejšnjega stoletja se je pojavila tehnologija PVD (fizičnega naparjevanja), ki je odprla obetaven nov prostor na področju vakuumskega nanašanja. V samo nekaj desetletjih po tem se je tehnologija PVD premazov hitro razvila.
Dandanes so se na področju tehnologije vakuumskih premazov pojavile nove tehnologije, kot sta PCVD (fizikalno kemično naparjevanje) in MT-CVD (srednje-temperaturno kemično naparjevanje). Različna oprema in postopki za nanašanje premazov se nenehno pojavljajo in predstavljajo uspešno in raznoliko sceno.
V prihodnosti bodo trendi razvoja tehnologije premazovanja orodij vključevali naslednje točke:
(I) Raznolikost in kompleksnost komponent premazov
a. Prva generacija PVD prevlek je bila v glavnem sestavljena iz TiN. Na tej osnovi so bile zaporedno razvite različne posamezne kovinske prevleke, kot so TiC, TiCN, ZrN, CrN, WC. Z nadaljnjim razvojem tehnologije nanašanja PVD je bil premazom dodan aluminij in pojavile so se večkomponentne prevleke iz kovinskih zlitin, kot sta TiAIN in TiAICN. Njihova odpornost proti obrabi in rdeča trdota sta se bistveno izboljšali v primerjavi z enojnimi-kovinskimi prevlekami, kar omogoča njihovo uporabo pri višjih rezalnih hitrostih, na primer do 150 m/min pri rezih z valjanjem.
b. Kasneje je postal trend nanašanja več različnih vrst premazov na orodje plast za plastjo, da bi izkoristili prednosti vsakega premaza. Uporabljene so bile na primer kombinacije TiN + TiCN + TiN, TiN + TiALN, TiAIN + WC/C itd.
c. V zadnjih letih je tehnologija PVD premazov naredila še en pomemben korak naprej. Več premaznih podjetij v tujini je uspešno razvilo tehnologijo pulznega premazovanja in jo začelo uporabljati. Na primer tehnologija P3E (Pulse Enhanced Electron Emission) podjetja Balzers v Švici in tehnologija HIP_ (High Ion Pulse) podjetja Cemecon v Nemčiji. Ti dve novi tehnologiji uporabljata impulzne elektrone za aktiviranje obločnega izhlapevanja ciljnega materiala. Zaradi tega procesa, ki poteka v atmosferi kisika, lahko teoretično ta tehnologija nanese kateri koli kovinski oksid (kot so Al2O3, ZrO2, Cr2O3, Ta2O5 itd.) in njegove sestavljene prevleke. Trenutno je prevleka Al2O3 v fazi praktičnega preskušanja in verjame se, da se bo v bližnji prihodnosti široko uporabljala.
(II) Razvoj aplikacij premazov postane bolj ciljno usmerjen
Za izpolnjevanje različnih aplikacijskih zahtev sta razvoj in oblikovanje premazov postala vse bolj usmerjena. V skladu z značilnostmi in zahtevami različnih področij uporabe, kot so vrtanje, rezkanje, suho valjanje, rezanje, vtiskovanje in globoko vlečenje, so bili razviti premazi z relativno prednostjo v teh vidikih. Z nenehnimi prizadevanji in poskusi je bil dosežen uspeh na določenih področjih, kot je nanos prevlek TiX (Al:Ti=2:1) pri rezkanju, prevlek AICrN, ki se uporabljajo za visoko{4}}hitrostno suho valjanje, kompozitnih premazov CrN + TISIN, uporabljenih pri vrtanju, in kompozitnih premazov TIN + TCX, uporabljenih v kalupih za globoko vlečenje. Njihova življenjska doba je bistveno daljša kot pri drugih premazih. Poleg tega so že široko uporabljeni različni ciljni premazi s funkcijami, kot so odpornost proti koroziji (Crx premazi), "samo-mazanje (WC/C premazi), obdelava mehkih materialov (MoS2 prevleke) in obdelava trdih materialov (CBN, diamantni premazi)". Čeprav so bili ti premazi zelo uspešni na svojih področjih, se bodo z nenehnim razvojem tehnologije PVD premazov nenehno razvijali novi, bolj ciljno usmerjeni premazi, ki bodo nadomestili te obstoječe premaze.
(III) Delci nanosa premazov so ponavadi nanometrizirani
Z razvojem nanotehnologije in napredkom tehnologije premazov so rezalna orodja z nanometrsko{0}}prevleko pritegnila veliko pozornost raziskovalcev in podjetij za storitve PVD premazov. Nanometrizacija delcev nanosa prevleke lahko poveča trdnost vezi med prevleko in substratom ter med različnimi plastmi in lahko tudi zmanjša površinsko hrapavost prevleke. Trenutno so naneseni delci večine premazov še vedno relativno veliki. Čeprav obstajajo nekateri premazi, imenovani nano-raven, je na končni površini prevleke še vedno mogoče najti velike delce, površina prevleke pa je še vedno relativno groba. Zmanjšanje velikosti delcev nanosa prevleke ob ohranjanju stabilnosti postopka, da bi se izognili pojavu velikih nenormalnih delcev, bo postalo pomembna usmeritev za razvoj prevlek, zlasti pri aplikacijah zrcalnih površin. Čeprav so nekatera podjetja razvila premaze za zrcalne površine, sta njihova kakovost in stabilnost slabi, postopek pa je tudi relativno zapleten. V prihodnjih raziskavah in razvoju premazov bosta nanometrizacija delcev premazov in nanometrizacija debeline vmesnih slojev premazov glavni razvojni smeri, kar je velikega pomena za izboljšanje celovite učinkovitosti premazov in zmanjšanje napetosti med sloji ter bo še izboljšalo gladkost zrcalne površine in s tem še razširilo uporabo premazov v industriji natančnega oblikovanja.
(IV) Procesna temperatura premazov je vse nižja
Od temperature nanašanja okoli 1000 stopinj za splošne premaze CVD do približno 500 stopinj za premaze PVD in PECVD se je temperatura nanašanja premazov znižala, s čimer se je razširil obseg uporabe premazov. Vendar pa ima temperatura nanašanja okoli 500 stopinj še vedno škodljive učinke na obdelovanec, ki je prevlečen, na primer povzroči deformacijo obdelovanca in zmanjšanje trdote podlage. Zato je treba predlagati posebne zahteve za predgretje obdelovanca za prevleko, kot na primer temperatura povratnega segrevanja obdelovanca, ki ni nižja od temperature prevleke. Premazi z nižjimi temperaturami, kot so tisti s temperaturo premaza pod 200 stopinj, bodo odpravili te omejitve, kar bo omogočilo širši nabor materialov za nanašanje premazov, bolj prilagodljiv izbor predgretja in bolj izvedljivo celovito uporabo različnih tehnologij za spreminjanje površine. Hkrati bo nanos nizko{8}}temperaturnih premazov zmanjšal porabo energije opreme za nanašanje premazov, kar bo imelo določen učinek varstva okolja pri varčevanju z energijo. Poleg tega znižanje temperature nanosa omogoča krajše čase segrevanja in hlajenja, skrajšanje cikla dobave premazov in izboljšanje učinkovitosti. Zato bodo nizko{11}}temperaturni premazi močno spodbudili uporabo in popularizacijo premazov ter postali pomembna usmeritev za razvoj PVD premazov.
