可用于模具及其部件的PVD涂層所具有的優點，早已見諸于各類文獻資料中：PVD涂層可減少模具的生產周期，簡化模具的充型過程，使模具具有較好的耐磨性，并減小了脫模力和增加了生產率。然而，由于電弧沉積過程產生高溫，因此要在200~260℃(400~500°F)的情況下，才能在模具鋼和部件上使用PVD涂層。然而模具的回火溫度通常低于260℃(500°F)，因此這會對模具造成損害。額外的回火工藝，會增加本錢，并降低加工過程中通常應具有的表面硬度。而一種新興技術，可將涂層的使用溫度降至200℃以下(390°F)，且不會降低其性能。這一進展也為模具生產商、設計者和注塑商提供了諸多機會，使其可以為新用途選擇材料。
涂有低溫氮化鈦涂層的PET瓶芯
常用PVD涂層
由于物理氣相沉積涂層(如TiN，TiAlN和CrN)厚度僅為幾微米，硬度卻高于鋼材，因此對模具生產商和模塑商頗具價值。高硬度使涂層具有耐磨性能，而其含有的陶瓷成分，使其具有耐腐蝕性且改善了脫模性能。固有的潤滑性，更是改善了含有PVD涂層的模具的活動性，從而使其充型速度更快、模具周期更短。
PVD涂層主要用于頂出導梢、型腔和模芯，其摩擦特性可避免阻滯和腐蝕現象，且有些情況下無須使用潤滑劑和脫模劑。涂層的硬度和耐磨性，還可使模具免受含有大量玻璃或礦物的填充樹脂，以及PVC和CPVC等材料的熱氣腐蝕。
PVD涂層的涂覆操縱，通常是在電弧沉積溫度為400~500℃(750~930°F)時進行的，這對回火溫度較高的鋼材(如M2和CPM牌號)非常合適。然而，沉積溫度高使PVD涂層不能用于塑料加工中所使用的冷作模具鋼、銅合金和模具鋼等材料。
沉積溫度低=模具材料的更優選擇
目前推出的一種新型電弧技術，可使涂層在200℃(390°F)時即發生沉積。較低的沉積溫度，降低了模具材料的回火閥值，且在涂覆過程中不會產生變形、降低其硬度或耐磨性。與較高溫度下發生的沉積的涂層相比，PVD涂層仍能保持其性能。
該技術不僅可進步現有模具部件的產率和壽命，而且還為模具生產商、設計者和模塑商提供了更多可選材料，從而設計新型模具和其部件。采用冷作模具鋼、模具鋼和銅合金等廉價且易于加工的模具材料，可改善模具的耐久性、進步其表面硬度和使用溫度。
本文將討論三種采用低溫電弧蒸發工藝生產的高性能氮化物涂層，它們對于模具生產商來說格外具有吸引力——氮化鈦涂層、單層氮化鉻涂層和納米級的氮化鋁鈦涂層。
(1) 脫模性能得到改善
模具及其部件的表面擾動是導致脫模的主要因素，這對表面硬度較低的鋼制模具來說尤為明顯。表面擾動是由于模具材料的性能(如孔隙度)，亦或是模具使用時間較長后性能受損所致(由于樹脂的影響)。而用于氮化鈦涂層的新型低溫沉積工藝，可改善模具的脫模、填充和表面防護性能。
新型涂層的表面硬度為2300HV、鋼摩擦系數為0.4。這些性能有助于防止樹脂堆積、改善模具的耐磨性，并使模具表面易于清洗。這種沉積溫度低的PVD所具有的化學惰性，對于加工線性聚酯(PC、 PBT(B)、PET(P))和苯乙烯聚合物(PS、SB、SAN、ABS和ASA)的模具來說，是一種理想材料。此外，該涂層具有生物相容性，并可安全地用于食品接觸用途。
較低的沉積溫度降低了模具材料的回火閥值 (此處以AISI 420 為例)，
且不會由于涂覆而降低耐腐蝕性(圖由Balzers Coating USA Inc提供)
(2)耐磨性、耐腐蝕性和抗氧化性
模具生產商或許很熟悉鍍硬鉻工藝。在低溫下采用該工藝生產的氮化鉻涂層，被廣泛用于改善模具的硬度和耐腐蝕性。單層氮化鉻涂層具有較好的耐腐蝕性、硬度很高(硬度為1750HV，而硬質鉻為1245HV)、涂層附著力較高，且耐磨損性能得到改善。其鋼摩擦系數為0.5，最高使用溫度為700°C (1290°F)。
上述性能，使塑料注塑模具具有包含了耐磨損性、耐腐蝕性和抗氧化性的綜合性能的上風。該涂層尤其適于加工塑料的模具，由于在加工過程中，會產生含氯、氟或其它強腐蝕性揮發成分的氣體。這些塑料材料包括聚烯烴(PE、PP和PB)、縮醛樹脂(POM)、聚酰胺(PA)、線性聚酯(PC、PBT(B)和PET(P)和聚芳砜/聚砜(PPE、PEEK、PAEK/PPS、PSU和PES)。
較低的沉積溫度降低了模具材料的回火閥值 (此處以AISI 420為例)，
且在涂覆過程中不會產生變形。
(3)硬度和穩定性
由于硬度較高，PVD有助于保護模具部件表面，使其免受含量較高的玻璃或礦物填充樹脂的腐蝕。采用新型低溫工藝，可使含有納米層的氮化鋁涂層的顯微硬度達到3300HV，并具有很強的抗氧化性。其鋼摩擦系數為0.30 - 0.35，最高使用溫度為900°C (1650°F)。
對于有紋理表面的塑料注塑模具，以及用于加工工程塑料(包括聚酰胺和聚芳砜/聚砜(PPE、PEEK、PAEK/PPS、PSU和PES))的模具來說，這些性能都是理想的。此外，該涂層也非常適用于玻璃纖維增強物對熔融原料的加工過程和鋁制壓鑄模具。
較低的沉積溫度降低了模具材料的回火閥值 (此處以AISI D6為例)，
且不會由于涂覆使硬度降低。
小結
這些涂層的使用溫度可低達200°C(390°F)，且能保持PVD涂層的所有性能。較低的沉積溫度，可避免在涂覆時使模具材料發生變形。而這過往一直是PVD涂層由于沉積溫度高而帶來的題目。這一涂層技術，為模具生產商、設計者和模塑商在不影響模具性能或壽命的條件下，提供了多種可用于設計新型模具和部件的材料。