Вакуумно покритие (PVD технология)
Jul 09, 2019| Вакуумно покритие (PVD технология)
1. Разработване на технология за вакуумно покритие
Технологията за вакуумно покритие не започва дълго време. През 60-те години на ХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХМ Тъй като технологията трябва да се извършва при висока температура (температурата на процеса е по-висока от 1000 ° C), типът на покритието е единичен и има големи ограничения, така че първоначално не е популяризиран. В края на 70-те години започва да се появява технологията PVD (физическо отлагане на пари) и технологията на PVD покритие се развива бързо за кратък период от 20 до 30 години. Причините са следните:
(1) образува мембрана във вакуумно запечатаната кухина и почти няма проблем с замърсяването на околната среда, който благоприятства опазването на околната среда;
(2) може да получи светла и луксозна повърхност. В цвят има зрели седемцветни, сребърни, прозрачни, златни, черни и всякакъв цвят от златен до черен, които могат да отговорят на различни декоративни нужди;
(3) могат лесно да се получат керамични покрития и композитни покрития с висока твърдост и износоустойчивост, които трудно се получават по други методи. Когато се прилага към инструментите и формите, експлоатационният живот може да се удвои и може да се постигне ефектът на ниска цена и висок доход.
(4) освен това, PVD покритие технология има две характеристики на ниска температура и висока енергия, и може да образува филм на почти всеки субстрат. Следователно, не е изненадващо, че технологията на PVD покритие има широк спектър от приложения и бързо развитие.
С развитието на технологията за вакуумно покритие се появиха PCVD (физикохимично отлагане на пари), mt-cvd (среднотемпературно химическо отлагане на пари) и други нови технологии. Различно оборудване за нанасяне на покрития и процеси на нанасяне на покритие се появяват по безкраен начин. Понастоящем съществуват два метода за ПВД: многопластово покритие и магнетронно разпрашаване. Оборудването с множество дъги е лесно по конструкция и лесно за работа. Недостатъкът на многопластовото покритие е, че когато дебелината на покритието достигне 0.3um, скоростта на отлагане е близка до отразяващата способност при нискотемпературно покритие с традиционно захранване с постоянен ток и образуването на филм става много трудно. Освен това повърхността на мембраната става мътна. Друг недостатък на многопластовото покритие е, че след топенето металът се изпарява, така че частиците на отлагане са по-големи, плътността е по-ниска и износоустойчивостта е по-лоша от тази на магнетронното разпрашаване. Може да се види, че мулти-дъговото покритие и магнетроновото разпръскващо покритие имат съответно предимства и недостатъци. С цел да се даде пълна представа на техните предимства и да се допълват взаимно, колкото е възможно повече, машината за покритие, интегрираща технологията с множество дъги и магнетроновата технология, се появи. В процеса е представен нов метод за многопластово покритие, след което покритието се удебелява чрез магнетронно разпрашаване и накрая цветът на повърхностното покритие се стабилизира чрез мулти-дъгова обшивка.
2. Технически принципи
PVD (физическо отлагане на парите) се разделя на вакуумно изпаряване, вакуумно разпрашаване и вакуумно нанасяне на йони. Ние обикновено казваме, че PVD покритието се отнася до вакуумно йонно покритие и вакуумно разпрашване; Обикновено споменатото NCVM покритие се отнася до вакуумно изпарително покритие.
Основни принципи на вакуумното изпаряване: под вакуум, метал и метални сплави се изпаряват и след това се отлагат на повърхността на субстрата. Методът на изпаряване обикновено се използва за резистентно нагряване, а електронният лъч бомбардира покриващия материал, за да се изпари в газова фаза и след това да се нанесе върху повърхността на субстрата. Исторически, вакуумното изпарение е най-ранната технология, използвана в PVD метода.
Основен принцип на разпръскващо покритие: при вакуумно състояние на аргон (Ar) газ, аргонът ще бъде светещ. По това време аргонови (Ar) атоми ще се йонизират в аргонови йони (Ar). Под действието на силата на електрическото поле аргоновите йони ускоряват бомбардирането на катодната мишена, изработена от покриващ материал, който ще се разпръсне и нанесе върху повърхността на детайла. Инцидентните йони в разпръскващото се покритие обикновено се получават чрез тлеещ разряд в обхвата от l0-2 Pa ~ 10Pa. Ето защо, по време на полета до субстрата, разпръснатите частици са склонни да се сблъскват с газовите молекули във вакуумната камера, като правят произволната посока на движение и нанесен филм лесно да бъдат еднакви.
Ion покритие основен принцип: във вакуум условия, като се използва някакъв вид технология на плазмената йонизация, така че обшивката атом част от йонизация в йони, в същото време произвеждат много високоенергийни неутрални атоми, в обшивката субстрат плюс отрицателно отклонение. По този начин под действието на дълбоко отрицателно отклонение на повърхността на субстрата се отлагат йони, за да образуват тънък филм.
Етапи на процеса на PVD технологията
1. Почистване на детайла: аргонът се използва за светещ разряд, когато се свързва постояннотоковото захранване и аргонът се бомбардира с аргонови йони, което ще пръска частици и замърсявания по повърхността на детайла.
2. Газификация на обшивката: т.е.
3. Миграция на плакиращи йони: атоми, молекули или йони, доставени от източника на газификация, които се придвижват към детайла при висока скорост след сблъсък и високоволтово електрическо поле;
4. Нанасяне на обшивни атоми, молекули или йони върху субстрата: когато количеството йони на изпарение на повърхността на детайла превишава количеството на напластените йони, то постепенно се натрупва, за да образува слой от покритие, здраво прилепнал към повърхността на детайла ,
След йонизацията на частиците на йонното покритие, материалът за изпаряване има три хиляди кинетична енергия от пет хиляди електронни волта, високоскоростни артефакти за бомбардиране, а не само скоростта на натрупване, способна да проникне в повърхността, образувайки дълбоко в матричния дифузен слой. , дълбочина на интерфейса дифузия на йонно покритие ще бъде четири до пет микрона, т.е., от обикновената вакуумно покритие дифузия дълбочина дълбоко десетки пъти, дори сто пъти, и се придържат един към друг толкова бързо.
Предимства за производителността на продукта
1. Технически характеристики
(1) PVD филм може да бъде директно покрити от неръждаема стомана и твърда сплав. За относително меки отливки, като цинкова сплав, мед и желязо, първо трябва да се извърши химическо хромиране, след което PVD покритието е подходящо. Въпреки това, PVD покритие след полагане на вода е лесно да се балон, и дефект процент е висок.
(2) типичната температура на обработка на PVD покрития варира от 250 ℃ до 450 ℃;
(3) тип покритие и дебелина определя времето на процеса, общото време на процеса е 3 ~ 6 часа;
(4) PVD покритие на дебелината на слоя микрон, дебелина на тънките, средно 0,3 m ~ 5 микрона, дебелината на покритието на покритието на мембраната обикновено е 0,3 m ~ 1 m, така че може да бъде почти не засяга първоначалният размер на детайла повдига всички видове физически свойства и химически свойства на повърхността на обработвания детайл и може да поддържа размера на детайла, не е необходимо отново след обработване на покритието;
(5) Технологията PVD не само подобрява силата на свързване между покриващия филм и субстратния материал, но също така развива компонентите на покритието от първото поколение TiN в TiC, TiCN, ZrN, CrN, MoS2, TiAlN, TiAlCN, калай-алн, CNx , DLC и Ta-C композитни покрития, образуващи повърхностен ефект от различни цветове.
( 6) понастоящем цветовете на филмовия слой могат да бъдат изработени от тъмно злато, светло злато, кафе, бронз, г лъчи, черно, сиво-черно, седемцветно и т.н. Цветът на обшивката може да се контролира чрез контролиране параметрите в процеса на нанасяне на покритие. След нанасянето на покритието, стойността на цвета може да бъде измерена със съответните инструменти, така че цветът да може да бъде количествено определен, за да се определи дали покритият цвят отговаря на изискванията.
2. Технически предимства
(1) ефективността на залепване на покритието е добра
При обикновеното вакуумно покритие почти няма връзка между повърхността на детайла и покритието, като че ли е напълно отделено. Йонно покритие, високоскоростни артефакти за йонно бомбардиране, способни да проникнат в повърхността, образувайки дълбоко в матричния дифузионен слой, дълбочината на дифузия на интерфейса на йонното покритие ще бъде от четири до пет микрона, след като йонното покритие на пробата за изпитване на опън показа начин да се счупи, покритие с метално пластично удължение, без обелване или лющене, видимо колко силна адхезия, мембранен слой равномерен, плътен.
(2) мощен капацитет на навиване и покритие
По време на йонното покритие частиците на изпарителя се движат по посока на електрическото поле под формата на заредени йони. Следователно, където има електрическо поле, може да се получи добро покритие, което е много по-добро от обикновеното вакуумно покритие, което може да се получи само в директна посока. Следователно, този метод е много подходящ за вътрешни отвори, канали и тесни фуги на покрити части. Други методи трудно за покриване на части. С обикновени вакуумно покритие може да се покрива само с директна повърхност, изпаряване на части, като катерене стълба, може да отиде само по стълбата; И йонното покритие може да бъде равномерно около задната част на обшивните части и вътрешният отвор, заредените йони са като хеликоптер, може да лети по предписания маршрут до всяко място в радиуса на неговата активност.
(2) добро качество на покритието
Покритието на йонното покритие е компактно, без дупка, мехурчета и равномерна дебелина. Дори ръбната повърхност и жлебът могат да бъдат дори покрити, не образуват метален тумор. Части като нишка могат да бъдат покрити, с висока твърдост, висока износоустойчивост (нисък коефициент на триене), добра устойчивост на корозия и химическа стабилност, живот на филма по-дълъг; В същото време филмът може значително да подобри външния вид на декоративните свойства на детайла.
(4) опростен процес на почистване
Повечето съществуващи процеси на покритие изискват предварително стриктно почистване на детайла. Обаче самият процес на йонно покритие има роля за почистване на йонно бомбардиране и тази роля е продължила по време на процеса на нанасяне на покритие. Отличен почистващ ефект, може да направи покритието директно близо до субстрата, ефективно да подобри адхезията, да опрости много предварително почистване.
(5) широка гама от покривни материали
Йонното покритие е да се използват високоенергийни йони за бомбардиране на повърхността на детайла, така че голямо количество електрическа енергия по повърхността на детайла да се топлина, за да се насърчи дифузията на повърхностните тъкани и химичните реакции. Въпреки това цялата обработка, особено центърът на детайла, не се влияе от високата температура. Следователно, този процес на нанасяне на покритие има широк обхват от приложения и малко ограничение. Като цяло могат да бъдат покрити различни метали, сплави и някои синтетични материали, изолационни материали, термочувствителни материали и материали с висока точка на топене. Може да се покрие с метална неметална или метална заготовка, също може да се постави върху неметал или неметал, дори може да се покрие с пластмаса, гума, кварц, керамика и т.н.
Пазарна перспектива и приложение
Прилагането на технологията на PVD покритие се разделя на две категории: декоративна обшивка и инструментална обшивка.
1. Декоративно покритие
Целта на декоративни покрития: главно за подобряване на външния вид на детайла на декоративни характеристики и цвят, в същото време, за да се направи по - голяма износоустойчивост на корозия и удължаване на срока на експлоатация; Този аспект прилага основно хардуерната професия във всяка област, като хардуера на вратите и прозорците, ключалките, санитарните изделия и т.н.
2.Покрити инструменти
Инструмент за целта: главно за подобряване на повърхностната твърдост и износоустойчивост на детайла, намаляване на коефициента на триене на повърхността, подобряване на експлоатационния живот на детайла; Този аспект се използва главно в различни режещи инструменти, стругови инструменти (като точилни инструменти, рендета, фрези, бормашини и т.н.) и други продукти.
IKS PVD, производство на машина за вакуумно покритие от Китай, контакт: iks.pvd@foxmail.com
