Vakuumcoating (PVD-teknologi)

Vakuumcoating (PVD-teknologi)

1. Udvikling af vakuumbelægningsteknologi

Vakuumbelægningsteknologien starter ikke i lang tid. I 1960'erne blev CVD (kemisk dampaflejring) teknologi anvendt til karbidskæringsværktøjer. Da teknologien skal udføres ved høj temperatur (processtemperaturen er højere end 1000 ° C), er belægningstypen enkelt og har store begrænsninger, så den blev først populariseret. I slutningen af 1970'erne begyndte PVD (fysisk dampaflejring) teknologi at fremstå, og PVD-belægningsteknologi udviklede sig hurtigt i en kort periode på 20 til 30 år. Årsagerne er som følger:

(1) det danner en membran i det vakuumforseglede hulrum, og der er næsten ikke noget miljøforureningsproblem, som er befordrende for miljøbeskyttelse;
(2) det kan opnå en lys og luksuriøs overflade. Farve er der modne syv farver, sølv, gennemsigtig, gylden, sort og enhver farve fra gylden til sort, som kan opfylde forskellige dekorative behov;
(3) keramiske belægninger og sammensatte belægninger med høj hårdhed og slidstyrke, der er vanskelige at opnå ved andre metoder, kan let opnås. Ved anvendelse på værktøj og forme kan levetiden fordobles, og effekten af lavpris og høj indkomst kan opnås.
(4) Desuden har PVD belægningsteknologi to karakteristika ved lav temperatur og høj energi og kan danne film på næsten ethvert substrat. Derfor er det ikke overraskende, at PVD belægningsteknologi har en bred vifte af applikationer og hurtig udvikling.

Med udviklingen af vakuumbelægningsteknologi er PCVD (fysisk-kemisk dampaflejring), mt-cvd (medietemperatur kemisk dampaflejring) og andre nye teknologier kommet frem. Forskellige belægningsudstyr og belægningsprocesser er kommet på en endeløs måde. På nuværende tidspunkt er der to modne PVD metoder: multiarc plating og magnetron sputtering. Multi-Arc plating udstyr er enkel i struktur og nem at betjene. Ulempen ved multi-bueplettering er, at når belægningstykkelsen når 0,3um, er aflejringshastigheden tæt på reflektiviteten under betingelse af lavtemperaturbelægning med traditionel DC-strømforsyning, og filmdannelsen bliver meget vanskelig. Desuden bliver membranoverfladen uklar. En anden ulempe ved multi-bueplettering er, at metallet fordamper efter smeltning, så aflejringspartiklerne er større, densiteten er lavere, og slidstyrken er værre end magnetronsputtering. Det kan ses, at multi-bue belægning og magnetron sputtering belægning har fordele og ulemper hhv. For at give deres fulde spil til deres fordele og komplementere hinanden så meget som muligt, blev overtrækningsmaskinen, der integrerede multi-arc teknologi og magnetron teknologi, skabt. I processen præsenteres en ny metode til flerbueplettering, og derefter bliver belægningen fortykket af magnetron-sputtering, og endelig stabiliseres overfladebelægningens farve ved multi-bueplettering.

2. Tekniske principper

PVD (Fysisk dampaflejring) er opdelt i vakuumfordampning Afsættelse, vakuumsputtering Afsættelse og vakuumion Afsættelse. Vi siger normalt, at PVD-belægningen refererer til vakuumionbelægning og vakuumsputtering; Normalt refererer NCVM belægning til vakuum fordampning belægning.

Grundlæggende principper for vakuumfordampning: Under vakuumbetingelser fordampes metal- og metallegeringer og deponeres derefter på overfladen af substratet. Fordampningsmetoden anvendes almindeligvis til modstandsopvarmning, og elektronstråle bombarderer pletteringsmaterialet til fordampning i gasfase og deponeres derefter på overfladen af substratet. Historisk er vakuumfordampning den tidligste teknologi, der anvendes i PVD-metoden.

Grundprincip for sputtering belægning: Under vakuumtilstanden af argon (Ar) gas vil argon blive glød afladet. På dette tidspunkt vil argon (Ar) atomer ionisere i argonioner (Ar). Under virkningen af elektrisk feltstyrke vil argonioner accelerere bombardementet af katodemålet fremstillet af platingmateriale, som vil blive sputteret ud og deponeret på overfladen af emnet. De hændende ioner i sputtering belægning opnås generelt ved glødudladning i området fra 10-2 Pa ~ 10 Pa. Derfor er de sputterede partikler under flyvningen til substratet tilbøjelige til at kollidere med gasmolekylerne i vakuumkammeret, hvilket gør bevægelsesretningen tilfældig og den aflejrede film let at være ensartet.

Ionplating grundprincip: under vakuumbetingelser ved hjælp af en slags plasma ioniseringsteknologi, således at platingatomdelen af ioniseringen i ioner samtidig producerer mange højenergi-neutrale atomer i plating-substratet plus negativ forspænding. På denne måde, under påvirkning af dyb negativ forspænding, bliver ioner deponeret på overfladen af substratet for at danne en tynd film.

Process trin af PVD teknologi

1. Arbejdsredskabsrensning: Argon bruges til glødudladning, når DC-strømmen er tilsluttet, og argon bombarderes med argonioner, som vil sprænge partikler og snavs på overfladen af emnet.
2. Forgasning af plettering: det vil sige efter ac fordamper pletteringen.
3. Migration af plating-ioner: Atomer, molekyler eller ioner, der leveres af forgasningskilden, haster til arbejdsemnet med høj hastighed efter kollision og højspændings elektrisk felt;
4. Deponering af platingatomer, molekyler eller ioner på substratet: Når mængden af fordampningsioner på overfladen af emnet overstiger mængden af stænkede ioner, akkumuleres det gradvist for at danne et lag af belægning, der fastholder sig på overfladen af emnet .
Efter partikelionisering af ionplating har fordampningsmaterialet tre tusinde til den kinetiske energi af fem tusinde elektronvolt, højhastighedstog bombardement artefakter. Ikke kun indføringshastigheden er hurtig og kan trænge ind i overfladen og danner en dyb ind i matrixdiffusionslaget , grænsefladediffusionsdybde for ionplating ville være fire til fem mikrometer, det vil sige end den almindelige vakuumbelægningsdiffusionsdybde dybt snesevis af gange, endog et hundrede gange og klæbte hinanden så hurtigt.

Produktydelse fordele

1. Tekniske egenskaber

(1) PVD film kan være direkte belagt på rustfrit stål og hård legering. For forholdsvis bløde støbegods såsom zinklegering, kobber og jern bør kemisk forkromning udføres først, og så er PVD-plettering egnet. Imidlertid er PVD-plettering efter vandbelægning let at boble, og fejlfrekvensen er høj.
(2) Typisk PVD belægning behandling temperatur varierer fra 250 ℃ til 450 ℃;
(3) belægningstype og tykkelse bestemmer procestiden, den generelle processtid er 3 ~ 6 timer;
(4) PVD belægningslag tykkelse af mikron kvalitet, tykkelse af den tyndere, i gennemsnit 0,3 mu ~ 5 mikron, den tykkelse af dekorative belægning membran lag er normalt 0.3 mu m ~ 1 mu m, så det kan næsten ikke påvirke Arbejdstykkets originale størrelse øger alle former for fysiske egenskaber og kemiske egenskaber på emnet på overfladen og kan holde arbejdsstykkets størrelse, behøver ikke igen efter plettering af behandlingen.
(5) PVD-teknologien forbedrer ikke kun bindingsstyrken mellem belægningsfilm og substratmateriale, men udvikler også belægningskomponenterne fra den første generation af TiN til TiC, TiCN, ZrN, CrN, MoS2, TiAlN, TiAlCN, tin-aln, CNx , DLC og ta-c sammensatte belægninger, der danner overfladseffekten af forskellige farver.
( 6) Farverne af filmlaget kan i øjeblikket fremstilles mørkt guld, lys guld, kaffe, bronze , grå, sort, grå-sort, syvfarve osv. Farven på plating kan styres ved at styre parametrene i belægningsprocessen. Efter belægningen kan farveværdien måles med relevante instrumenter, så farven kan kvantificeres for at bestemme, om den belagte farve opfylder kravene.

2. Tekniske fordele

(1) belægning vedhæftning ydeevne er god
I almindelig vakuumbelægning er der næsten ingen forbindelse mellem overfladen af emnet og belægningen, som om den er fuldstændig adskilt. Ionplating, ionbombardement med høj hastighed artefakter, der er i stand til at trænge ind i overfladen, danner en dybde i matrixdiffusionslaget, grænsefladediffusionsdybden for ionplating ville være fire til fem mikron. Efter ionplating af prøven for trækprøve viste, at alle de måde at bryde på, plettere med matrix metal plastforlængelse uden peeling eller flakning, synlig hvor stærk vedhæftning, membranlag ensartet, tæt.
(2) stærk vikling og plating kapacitet
Under ionplettering bevæger fordamperpartiklerne langs retningen af det elektriske felt i form af ladede ioner. Derfor kan der, hvor der er et elektrisk felt, opnås en god belægning, hvilket er meget bedre end den almindelige vakuumcoating, der kun kan opnås i direkte retning. Derfor er denne metode meget velegnet til indvendige huller, riller og smalle led af forgyldte dele. Andre metoder vanskelige at plettere dele. Med almindelig vakuumbelægning kan kun plettering direkte overflade, kan fordampningspartikler som klatrestige kun gå op ad stigen; Og ionplating kan være ensartet omkring bagsiden af pletteringsdelene, og de indvendige huller, ladede ioner er som en helikopter, kan flyve langs den foreskrevne rute til et hvilket som helst sted inden for dets aktivitetsradius.

(2) god belægningskvalitet
Belægningen af ionplating er kompakt, uden pinhole, boble og jævn tykkelse. Selv kantoverfladen og rillen kan være lige pletteret, ikke danne metal tumor. Dele som tråd kan også være belagt med høj hårdhed, høj slidstyrke (lav friktionskoefficient), god korrosionsbestandighed og kemisk stabilitet, filmens levetid længere; Samtidig kan filmen i høj grad forbedre udseendet af emnet dekorative egenskaber.
(4) forenklet rengøringsproces
De fleste eksisterende coatingprocesser kræver strenge rengøring af emnet på forhånd. Imidlertid har ionplating-processen i sig en ionbombardementrengøringsrolle, og denne rolle er blevet videreført i hele belægningsprocessen. Fremragende rengøringseffekt kan gøre belægningen direkte tæt på substratet, effektivt forøge klæbningen, forenkle en masse forpletteringsrengøring.

(5) en bred vifte af plating materialer
Ionplating er at bruge højenergiske ioner til at bombe overfladen af emnet, således at en stor mængde elektrisk energi på overfladen af emnet i varmeenergi for at fremme diffusion af overfladevæv og kemiske reaktioner. Men hele emnet, især emnecenteret, påvirkes ikke af høj temperatur. Derfor har denne belægningsproces en bred vifte af applikationer og en lille begrænsning. Generelt kan forskellige metaller, legeringer og nogle syntetiske materialer, isoleringsmaterialer, termosensitive materialer og materialer med højt smeltepunkt udplades. Kan belagt på metalmetallet ikke-metal eller metal, kan også belagt på ikke-metalformet eller ikke-metalformet, selv kan pletteres plastik, gummi, kvarts, keramik og så videre.

Markedsudsigt og anvendelse

Anvendelsen af PVD belægningsteknologi er primært opdelt i to kategorier: dekorative plating og værktøj plating.
1. Dekorative plating
Formålet med dekorative plettering: For det første at forbedre udseendet af emnet dekorative ydeevne og farve samtidig med at arbejdsemnet bliver mere slidstærkt korrosion og forlænger dets levetid; Dette aspekt gælder hovedsageligt hardwareindustrien hvert domæne, som dør og vindues hardware, låse, sanitetsartikler og så videre.

2.Tools belagt
Værktøjspletteringsformål: For at forbedre overfladens hårdhed og slidstyrke på arbejdsemnet reduceres friktionskoefficienten på overfladen, forbedrer arbejdsstybens levetid; Dette aspekt anvendes hovedsagelig i forskellige skæreværktøjer, drejeværktøjer (såsom drejeværktøjer, planer, fræser, borer osv.) Og andre produkter.

IKS PVD, fremstilling af støvbelægningsmaskine fra Kina, kontakt: iks.pvd@foxmail.com