Powłoka próżniowa (technologia PVD)

Powlekanie próżniowe (technologia PVD)

1. Rozwój technologii powlekania próżniowego

Technologia powlekania próżniowego nie uruchamia się przez długi czas. W latach 60. XX wieku zastosowano technologię CVD (chemiczne osadzanie z fazy gazowej) w narzędziach skrawających z węglików spiekanych. Ponieważ technologia musi być przeprowadzana w wysokiej temperaturze (temperatura procesu jest wyższa niż 1000 ° C), rodzaj powłoki jest pojedynczy i ma wielkie ograniczenia, więc na początku nie był popularyzowany. Pod koniec lat 70. XX wieku zaczęła pojawiać się technologia PVD (fizycznego osadzania z fazy gazowej), a technologia powlekania PVD rozwijała się szybko w krótkim czasie od 20 do 30 lat. Powody są następujące:

(1) tworzy membranę w próżniowej wnęce i prawie nie ma problemu zanieczyszczenia środowiska, co sprzyja ochronie środowiska;
(2) może uzyskać jasną i luksusową powierzchnię. W kolorze są dojrzałe siedmiokolorowe, srebrne, przezroczyste, złote, czarne i dowolny kolor od złotego do czarnego, które mogą zaspokoić różne potrzeby dekoracyjne;
(3) można łatwo uzyskać powłoki ceramiczne i powłoki kompozytowe o wysokiej twardości i odporności na ścieranie, które trudno uzyskać innymi metodami. W przypadku zastosowania do narzędzi i form żywotność może zostać podwojona, a efekt niskich kosztów i wysokich dochodów można osiągnąć.
(4) Ponadto technologia powlekania PVD ma dwie cechy niskiej temperatury i wysokiej energii i może tworzyć folię na prawie każdym podłożu. Dlatego nie dziwi fakt, że technologia powlekania PVD ma szeroki zakres zastosowań i szybki rozwój.

Wraz z rozwojem technologii powlekania próżniowego pojawiły się PCVD (fizykochemiczne osadzanie z fazy gazowej), mt-cvd (chemiczne osadzanie z fazy gazowej w średniej temperaturze) i inne nowe technologie. Różne urządzenia do powlekania i procesy powlekania pojawiły się w nieskończoność. Obecnie istnieją dwie dojrzałe metody PVD: platerowanie multiarcowe i rozpylanie magnetronowe. Sprzęt do powlekania łukowego jest prosty w budowie i łatwy w obsłudze. Wadą powlekania wielodyskowego jest to, że gdy grubość powłoki osiąga 0,3um, szybkość osadzania jest bliska współczynnikowi odbicia w warunkach powlekania niskotemperaturowego przy tradycyjnym zasilaniu prądem stałym, a tworzenie powłoki staje się bardzo trudne. Ponadto powierzchnia membrany staje się zamglona. Inną wadą platerowania wielo-łukowego jest to, że metal odparowuje po stopieniu, więc cząstki osadzające są większe, gęstość jest niższa, a odporność na zużycie jest gorsza niż rozpylanie magnetronowe. Można zauważyć, że powlekanie wielodyskowe i powłoka rozpylania magnetronowego mają odpowiednio zalety i wady. Aby w pełni wykorzystać ich zalety i wzajemnie się uzupełniać w jak największym stopniu, powstała maszyna do powlekania integrująca technologię wielu łuków i technologię magnetronową. W tym procesie przedstawiono nową metodę powlekania łukowego, a następnie powłokę zagęszcza się za pomocą rozpylania magnetronowego, a na koniec kolor powłoki powierzchniowej stabilizuje się za pomocą powlekania łukowego.

2. Zasady techniczne

PVD (Physical Vapor Deposition) dzieli się na naparowywanie próżniowe, napylanie próżniowe i osadzanie próżniowe. Zwykle mówimy, że powłoka PVD odnosi się do próżniowego powlekania jonowego i rozpylania próżniowego; Zwykle wspomniana powłoka NCVM dotyczy powłoki próżniowej.

Podstawowe zasady odparowania próżniowego: w warunkach próżni metal i stopy metali są odparowywane, a następnie osadzane na powierzchni podłoża. Metoda parowania jest powszechnie stosowana do ogrzewania oporowego, a wiązka elektronów bombarduje materiał plateru w celu odparowania do fazy gazowej, a następnie osadza się na powierzchni podłoża. Historycznie, odparowanie próżniowe jest najwcześniejszą technologią stosowaną w metodzie PVD.

Podstawowa zasada powlekania przez rozpylanie: w warunkach próżni gazu argonowego (Ar) argon zostanie wyładowany. W tym czasie atomy argonu (Ar) jonizują do jonów argonu (Ar). Pod działaniem siły pola elektrycznego, jony argonu przyspieszą bombardowanie tarczy katody wykonanej z materiału platerującego, która zostanie rozpylona i osadzona na powierzchni przedmiotu obrabianego. Padające jony w powłoce rozpylającej są generalnie uzyskiwane przez wyładowanie jarzeniowe w zakresie 10-2 Pa ~ 10 Pa. Dlatego podczas lotu do podłoża napylone cząstki mają tendencję do zderzania się z cząsteczkami gazu w komorze próżniowej, co sprawia, że kierunek ruchu jest losowy, a osadzona folia łatwa do ujednolicenia.

Podstawowa zasada platerowania jonowego: w warunkach próżniowych, przy użyciu pewnego rodzaju technologii jonizacji plazmowej, tak aby część jonizacji plazmowego atomu na jony, jednocześnie wytwarzała wiele wysokoenergetycznych obojętnych atomów w podłożu plateru plus ujemne odchylenie. W ten sposób, pod działaniem głębokiego negatywnego polaryzacji, jony osadzają się na powierzchni podłoża, tworząc cienką warstwę.

Etapy procesu technologii PVD

1. Czyszczenie obrabianego przedmiotu: argon jest używany do wyładowania jarzeniowego, gdy podłączona jest prąd stały, a argon jest bombardowany jonami argonu, które rozbryzgują cząstki i zanieczyszczenia na powierzchni przedmiotu obrabianego.
2. Zgazowanie poszycia: to znaczy po ac galwanizacja paruje.
3. Migracja jonów galwanicznych: atomów, cząsteczek lub jonów dostarczanych przez źródło zgazowania spiesza się do obrabianego przedmiotu z dużą prędkością po zderzeniu i polu elektrycznym wysokiego napięcia;
4. Osadzanie atomów galwanicznych, cząsteczek lub jonów na podłożu: gdy ilość jonów parujących na powierzchni przedmiotu obrabianego przekracza ilość spryskanych jonów, stopniowo gromadzi się, tworząc warstwę powłoki mocno przylegającą do powierzchni przedmiotu obrabianego .
Po jonizacji cząstek jonizacji materiał parujący ma trzy tysiące do energii kinetycznej pięciu tysięcy elektronowoltów, szybkich artefaktów bombardowania, nie tylko szybkość osadu jest szybka i zdolna do penetracji powierzchni, tworząc głęboką w matrycy warstwę dyfuzyjną , głębokość dyfuzji interfejsu platerowania jonowego wynosiłaby od czterech do pięciu mikronów, to znaczy, niż zwykła głębokość dyfuzji próżniowej głębokość dziesiątki razy, nawet sto razy, i przylegała do siebie tak szybko.

Zalety wydajności produktu

1. Cechy techniczne

(1) Folia PVD może być bezpośrednio platerowana na stali nierdzewnej i twardym stopie. W przypadku stosunkowo miękkich odlewów matrycowych, takich jak stop cynku, miedź i żelazo, najpierw należy wykonać chemiczne chromowanie, a następnie odpowiednie pokrycie PVD. Poszycie PVD po pokryciu wodą jest jednak łatwe do pęcherzenia, a wskaźnik defektów jest wysoki.
(2) typowa temperatura przetwarzania powłoki PVD mieści się w zakresie od 250 450 do 450 ℃;
(3) rodzaj powłoki i grubość określają czas procesu, ogólny czas procesu wynosi 3 ~ 6 godzin;
(4) Grubość warstwy powlekającej PVD klasy mikronowej, grubość warstwy cieńszej, średnio 0,3 µm ~ 5 mikronów, grubość warstwy membrany dekoracyjnej powłoki wynosi zwykle 0,3 µm ~ 1 µm, więc może ona prawie nie wpływać na oryginalny rozmiar obrabianego przedmiotu podnosi wszystkie rodzaje właściwości fizycznych i chemicznych na powierzchni przedmiotu obrabianego i może utrzymać rozmiar obrabianego przedmiotu, nie musi ponownie po obróbce galwanicznej;
(5) Technologia PVD nie tylko poprawia siłę wiązania między powłoką a materiałem podłoża, ale także rozwija składniki powłoki z pierwszej generacji TiN do TiC, TiCN, ZrN, CrN, MoS2, TiAlN, TiAlCN, cyny, CNx , Powłoki kompozytowe DLC i ta-c, tworzące efekt powierzchniowy różnych kolorów.
( 6) w chwili obecnej barwy warstwy folii mogą być wykonane z ciemnego złota, jasnego złota, kawy, brązu, g ray, czarnego, szaro-czarnego, siedmiokolorowego itp. Kolor poszycia można kontrolować za pomocą kontrolowania parametry w procesie powlekania. Po pokryciu wartość koloru można zmierzyć odpowiednimi instrumentami, aby można było określić ilościowo kolor, aby określić, czy platerowany kolor spełnia wymagania.

2. Zalety techniczne

(1) skuteczność przyczepności powłoki jest dobra
W zwykłej powłoce próżniowej prawie nie ma połączenia między powierzchnią przedmiotu obrabianego a powłoką, tak jakby było całkowicie oddzielone. Platerowanie jonowe, artefakty o wysokiej prędkości z bombardowaniem jonowym, zdolne do penetracji powierzchni, tworzące głęboko w matrycy warstwę dyfuzyjną, głębokość dyfuzji interfejsu platerowania jonowego wynosiłaby od czterech do pięciu mikronów, po jonizacji próbki do próby rozciągania wykazała, że sposób na pękanie, powlekanie plastycznym wydłużeniem matrycy metalowej, bez łuszczenia się lub łuszczenia, widoczne jak silna adhezja, jednolita warstwa membrany, gęsta.
(2) duża zdolność zwijania i powlekania
Podczas platerowania jonowego cząstki parownika poruszają się w kierunku pola elektrycznego w postaci naładowanych jonów. Dlatego wszędzie tam, gdzie występuje pole elektryczne, można uzyskać dobrą powłokę, która jest znacznie lepsza niż zwykła powłoka próżniowa, którą można uzyskać tylko w bezpośrednim kierunku. Dlatego ta metoda jest bardzo odpowiednia do otworów wewnętrznych, rowków i wąskich połączeń części platerowanych. Inne metody trudne do platerowania części. Dzięki zwykłej powłoce próżniowej można jedynie platerować bezpośrednią powierzchnię, cząstki parujące, takie jak drabina wspinaczkowa, mogą wchodzić tylko po drabinie; I platerowanie jonowe może być równomiernie wokół tylnej części plateru i otworu wewnętrznego, naładowane jony są jak helikopter, mogą latać wzdłuż wyznaczonej trasy do dowolnego miejsca w promieniu swojej aktywności.

(2) dobra jakość powłoki
Powłoka jonowa jest zwarta, bez otworków, pęcherzyków, a nawet grubości. Nawet powierzchnia krawędzi i rowek mogą być równomiernie pokryte, nie tworzą guza metalu. Części takie jak gwint mogą być platerowane, o wysokiej twardości, wysokiej odporności na zużycie (niski współczynnik tarcia), dobrej odporności na korozję i stabilności chemicznej, dłuższej żywotności folii; Jednocześnie folia może znacznie poprawić wygląd właściwości dekoracyjnych przedmiotu obrabianego.
(4) uproszczony proces czyszczenia
Większość istniejących procesów powlekania wymaga wcześniejszego dokładnego oczyszczenia przedmiotu obrabianego. Jednak sam proces platerowania jonowego ma rolę czyszczenia bombardowania jonowego, a ta rola była kontynuowana przez cały proces powlekania. Doskonały efekt czyszczenia, może sprawić, że powłoka będzie bezpośrednio przylegać do podłoża, skutecznie zwiększyć przyczepność, uprościć wiele wstępnych prac czyszczących.

(5) szeroki zakres materiałów poszycia
Platerowanie jonowe polega na wykorzystaniu wysokoenergetycznych jonów do bombardowania powierzchni przedmiotu obrabianego, tak aby duża ilość energii elektrycznej na powierzchni przedmiotu obrabianego zamieniła się w energię cieplną, tak aby promować dyfuzję tkanki powierzchniowej i reakcje chemiczne. Jednak cała temperatura obrabianego przedmiotu, zwłaszcza przedmiotu obrabianego, nie jest zakłócana przez wysoką temperaturę. Dlatego ten proces powlekania ma szeroki zakres zastosowań i niewielkie ograniczenie. Na ogół można powlekać różne metale, stopy i niektóre materiały syntetyczne, materiały izolacyjne, materiały termoczułe i materiały o wysokiej temperaturze topnienia. Może być platerowany na metalowym elemencie niemetalowym lub metalowym, może być również platerowany na niemetalu lub niemetalu, nawet może być platerowany tworzywem sztucznym, gumą, kwarcem, ceramiką i tak dalej.

Perspektywa rynkowa i zastosowanie

Zastosowanie technologii powlekania PVD dzieli się głównie na dwie kategorie: dekoracyjne poszycie i poszycie narzędzi.
1. Dekoracyjne poszycie
Przeznaczenie poszycia dekoracyjnego: głównie w celu poprawy wyglądu dekoracyjnego i kolorowego przedmiotu obrabianego, jednocześnie czyniąc obrabiany przedmiot bardziej odporną na zużycie korozją i przedłużając jego żywotność; Ten aspekt dotyczy głównie profesji sprzętowej w każdej dziedzinie, takiej jak okucia drzwi i okien, zamki, sprzęt sanitarny i tak dalej w zawodzie.

2. Narzędzia platerowane
Cel platerowania narzędzi: głównie w celu poprawy twardości powierzchni i odporności na zużycie przedmiotu obrabianego, zmniejszenia współczynnika tarcia powierzchni, poprawy żywotności przedmiotu obrabianego; Ten aspekt jest stosowany głównie w różnych narzędziach tnących, narzędziach tokarskich (takich jak narzędzia tokarskie, strugarki, frezy, wiertarki itp.) I innych produktach.

IKS PVD, maszyna do powlekania próżniowego z Chin, skontaktuj się z: iks.pvd@foxmail.com