Vacuum Coating (PVD-tekniikka)

Tyhjiöpinnoite (PVD-tekniikka)

1. Tyhjiöpäällystystekniikan kehittäminen

Tyhjiöpäällystystekniikka ei käynnisty pitkään. 1960-luvulla CVD-tekniikkaa (kemiallinen höyrysaostus) käytettiin karbidileikkaustyökaluihin. Koska tekniikka on tehtävä korkeassa lämpötilassa (prosessilämpötila on yli 1000 ° C), päällystystyyppi on yksittäinen ja sillä on suuria rajoituksia, joten sitä ei suosittu aluksi. 1970-luvun lopulla PVD (fyysinen höyrysaostus) -tekniikka alkoi näkyä, ja PVD-pinnoitustekniikka kehittyi nopeasti lyhyessä ajassa 20-30 vuotta. Syyt ovat seuraavat:

(1) se muodostaa kalvon tyhjiötiivistetyssä onkalossa, eikä ympäristön pilaantumisen ongelma ole melkein ympäristöystävällistä;
(2) se voi saada valoisan ja ylellisen pinnan. Väreissä on kypsiä seitsemänvärisiä, hopeaa, läpinäkyviä, kultaisia, mustia ja mitä tahansa väriä kultaisesta mustaan, joka voi vastata erilaisiin koristetarpeisiin;
(3) On helppo saada aikaan keraamisia päällysteitä ja komposiittipinnoitteita, joilla on suuri kovuus ja kulutuskestävyys, joita on vaikea saada muilla menetelmillä. Työkaluihin ja muotteihin sovellettaessa käyttöikä voi kaksinkertaistua ja edullisten ja korkean tulotason vaikutus voidaan saavuttaa.
(4) PVD-pinnoitustekniikalla on lisäksi kaksi matalan lämpötilan ja korkean energian ominaisuutta, ja ne voivat muodostaa kalvon lähes mihin tahansa alustaan. Siksi ei ole yllättävää, että PVD-pinnoitustekniikalla on laaja valikoima sovelluksia ja nopea kehitys.

Vakuumipäällystysteknologian kehittyessä on syntynyt PCVD (fysikaalis-kemiallinen höyrysaostus), mt-cvd (keskilämpötilan kemiallinen höyrysaostus) ja muut uudet teknologiat. Useita päällystyslaitteita ja päällystysprosesseja on tullut loputtomasti. Tällä hetkellä on olemassa kaksi kypsiä PVD-menetelmiä: multiarc-pinnoitus ja magnetronin sputterointi. Monikaaripinnoituslaitteet ovat yksinkertaisia ja helppokäyttöisiä. Monikaaripinnoitteen haittana on se, että kun päällysteen paksuus saavuttaa 0,3 mm, laskeutumisnopeus on lähellä heijastavuutta alhaisen lämpötilan päällysteessä, jossa on perinteinen tasavirtajännite, ja kalvon muodostuminen tulee hyvin vaikeaksi. Lisäksi kalvopinta muuttuu sameaksi. Toinen monikaaripinnoitteen haittapuoli on se, että metalli haihtuu sulamisen jälkeen, joten laskeuma- hiukkaset ovat suurempia, tiheys on pienempi ja kulumiskestävyys on huonompi kuin magnetronin sputteroinnilla. Voidaan nähdä, että monikaaripinnoituksella ja magnetronisuihkutuspinnoitteella on etuja ja haittoja. Jotta saataisiin täysimääräisesti huomioon niiden edut ja täydentävät toisiaan niin paljon kuin mahdollista, syntyi monikaariteknologiaa ja magnetroniteknologiaa yhdistävä päällystyskone. Prosessissa esitetään uusi monikaaripinnoitusmenetelmä, ja sitten pinnoite paksuuntuu magneettisuihkuttamalla, ja lopuksi pinnoitteen väri stabiloituu monikaaripinnoituksella.

2. Tekniset periaatteet

PVD (fysikaalinen höyrysaostus) jaetaan tyhjiöhaihduttamiseen. Sanomme yleensä, että PVD-päällyste viittaa tyhjiö-ionipinnoitteeseen ja tyhjiö- sputterointiin; Yleensä sanottu NCVM-pinnoite viittaa tyhjöhaihdutuspinnoitteeseen.

Tyhjiöhöyrystymisen perusperiaatteet: alipaineolosuhteissa metalli ja metalliseokset höyrystetään ja sitten kerrostetaan alustan pinnalle. Haihdutusmenetelmää käytetään yleisesti vastuskuumennuksessa, ja elektronisuihku pommittaa pinnoitemateriaalin höyrystymään kaasufaasiksi ja sitten kerrostuu alustan pinnalle. Historiallisesti tyhjiöhöyrystys on PVD-menetelmän aikaisinta tekniikkaa.

Sputterointipäällysteen perusperiaate: argon (Ar) -kaasun tyhjiöolosuhteissa argoni haihtuu. Tällä hetkellä argon (Ar) -atomit ionisoituvat argonioneiksi (Ar). Sähkökentän voiman vaikutuksesta argonionit nopeuttavat pinnoitemateriaalista valmistetun katodikohdan pommitusta, joka roiskuu ulos ja kerrostuu työkappaleen pinnalle. Suihkuttavan päällysteen tulevat ionit saadaan yleensä hehkutuspoistolla alueella 10-2 Pa ~ 10Pa. Siksi altaaseen lennon aikana sputteroidut hiukkaset törmäävät tyhjiökammiossa oleviin kaasumolekyyleihin, jolloin liikkeen suunta on satunnainen ja kerrostettu kalvo on helposti yhtenäinen.

Ionipinnoitteen perusperiaate: tyhjiöolosuhteissa, käyttäen jonkinlaista plasman ionisointitekniikkaa, niin että ionisoinnin ionisointi-atomiosa tuottaa samanaikaisesti monta korkean energian neutraalia atomia, pinnoitusalustassa ja negatiivisia esijännityksiä. Tällä tavoin syvien negatiivisten esijännitysten vaikutuksesta ionit kerrostuvat substraatin pinnalle ohutkalvon muodostamiseksi.

PVD-tekniikan prosessivaiheet

1. Työkappaleen puhdistus: argonia käytetään hehkutuspoistoon, kun DC-virta kytketään ja argonia pommitetaan argonioneilla, mikä roiskuu hiukkasia ja likaa työkappaleen pinnalle.
2. Pinnoitteen kaasuttaminen: eli ac: n jälkeen pinnoitus haihtuu.
3. Pinnoitusionien siirtyminen: atomien, molekyylien tai ionien syöttäminen kaasutuslähteen kautta työkappaleeseen suurella nopeudella törmäyksen ja suurjänniteverkon jälkeen;
4. Pinnoitusatomien, -molekyylien tai -ionien kerrostuminen substraatille: kun haihdutusionien määrä työkappaleen pinnalla ylittää roiskuneiden ionien määrän, se kerääntyy vähitellen muodostamaan kerroksen kerroksen, joka tarttuu tiukasti työkappaleen pintaan. .
Ionipinnoituksen hiukkasionisaation jälkeen haihdutusmateriaalissa on kolme tuhatta - 5 000 elektronisen volttin kineettistä energiaa, suurten nopeuksien pommitusten artefakteja, paitsi talletusnopeus on nopea ja pystyy tunkeutumaan pintaan muodostaen syvälle matriisidiffuusiokerroksen Ionipinnoituksen rajapinnan diffuusion syvyys olisi neljä - viisi mikronia, toisin sanoen kuin tavallinen tyhjiöpinnoitteen diffuusiosyvyys, joka syvyy kymmeniä kertoja, jopa sata kertaa, ja tarttuu toisiinsa niin nopeasti.

Tuotteen suorituskyvyn edut

1. Tekniset ominaisuudet

(1) PVD-kalvo voidaan pinnoittaa suoraan ruostumattomalle teräkselle ja kovalle seokselle. Suhteellisen pehmeille valukappaleille, kuten sinkkiseokselle, kuparille ja raudalle, tulisi ensin suorittaa kemiallinen kromipinnoitus ja sitten PVD-pinnoitus on sopiva. Kuitenkin PVD-pinnoitus veden pinnoittamisen jälkeen on helppo kuplia, ja vikojen määrä on korkea.
(2) tyypillinen PVD-pinnoitteen käsittelylämpötila vaihtelee välillä 250 - 450 ℃;
(3) päällystystyyppi ja paksuus määrittävät prosessin ajan, yleinen prosessiaika on 3 - 6 tuntia;
(4) PVD-pinnoitekerroksen paksuus mikronin luokkaa, ohuemman paksuus, keskimäärin 0,3 mM ~ 5 mikronia, koristepäällysteinen kalvokerroksen paksuus on tavallisesti 0,3 mu ~ 1 mu m, joten se voi olla melkein ei vaikuta työkappaleen alkuperäinen koko nostaa kaikenlaisia fyysisiä ominaisuuksia ja kemiallisia ominaisuuksia työkappaleen pinnalle ja voi säilyttää työkappaleen koon, ei tarvitse enää uudelleen pinnoituksen jälkeen;
(5) PVD-tekniikka ei ainoastaan paranna päällystekalvon ja substraattimateriaalin välistä sidoslujuutta, vaan myös kehittää päällystyskomponentteja ensimmäisestä TiN-sukupolvesta TiC, TiCN, ZrN, CrN, MoS2, TiAlN, TiAlCN, tina-aln, CNx , DLC- ja ta-c-komposiittipäällysteet, jotka muodostavat eri värien pintaefektin.
( 6) tällä hetkellä kalvokerroksen värejä voidaan valmistaa tumman kullan, vaalean kullan, kahvin, pronssin, g ray: n, mustan, harmaa-mustan, seitsemän värin jne. Avulla. päällystysprosessin parametrit. Päällystyksen jälkeen väriarvo voidaan mitata asiaankuuluvilla instrumenteilla siten, että väri voidaan kvantifioida sen määrittämiseksi, täyttääkö päällystetty väri vaatimukset.

2. Tekniset edut

(1) päällysteen tarttuvuus on hyvä
Tavallisessa tyhjiöpinnoituksessa työkappaleen ja päällysteen pinnan välillä ei ole mitään yhteyttä, aivan kuin se olisi täysin erotettu. Ionipinnoitus, ionipommitukset suurten nopeuksien artefakteissa, jotka pystyvät tunkeutumaan pintaan, muodostavat syvälle matriisidiffuusiokerroksen, ionipinnoituksen rajapinnan diffuusion syvyys olisi neljästä viiteen mikronia, kun vetokokeen näytteen ionipinnoitus osoitti, että kaikki tapa murtumaan, pinnoitetaan matriisimetallipinnoituksella, ilman kuorimista tai hilseilemistä, näkyy, kuinka vahva tarttuvuus, kalvokerros yhtenäinen, tiheä.
(2) voimakas käämitys ja pinnoitus
Ionipinnoituksen aikana haihdutinhiukkaset liikkuvat sähkökentän suunnassa varautuneiden ionien muodossa. Siksi missä tahansa sähkökentässä on hyvä päällystys, joka on paljon parempi kuin tavallinen tyhjiöpinnoite, joka voidaan saada vain suorassa suunnassa. Siksi tämä menetelmä soveltuu hyvin sisä- reikiin, uriin ja kapeisiin liitososiin. Muita osia vaikeasti pinnoitavia menetelmiä. Tavallisella tyhjiöpinnoitteella voidaan päällystää vain suoraa pintaa, höyrystyshiukkaset, kuten kiipeävät tikkaat, voivat vain mennä tikkaita ylös; Ja ionipinnoitus voi olla tasaisesti päällystysosien takana ja sisäinen reikä, ladatut ionit ovat kuin helikopteri, voivat lentää määrätyllä reitillä mihin tahansa paikkaan sen toiminnan säteen sisällä.

(2) hyvä päällystyslaatu
Ionipinnoitteen pinnoite on kompakti, ilman reikää, kuplia ja tasaista paksuutta. Jopa reunapinta ja ura voidaan tasoittaa tasaisesti, eivät muodosta metallin kasvainta. Tällaiset langat voidaan myös päällystää suurella kovuudella, korkealla kulumiskestävyydellä (alhainen kitkakerroin), hyvällä korroosionkestävyydellä ja kemiallisella stabiilisuudella, elokuvan elinaikana pidempään; Samalla kalvo voi parantaa huomattavasti työkappaleen koristeominaisuuksien ulkonäköä.
(4) yksinkertaistettu puhdistusprosessi
Useimmat olemassa olevat pinnoitusprosessit edellyttävät työkappaleen tiukkaa puhdistamista etukäteen. Ionipinnoitusprosessilla itsessään on kuitenkin ionipommituspuhdistus, ja tätä roolia on jatkettu koko päällystysprosessin ajan. Erinomainen puhdistusvaikutus, voi tehdä pinnoitteen suoraan alustan läheisyydestä, parantaa tehokkaasti tarttuvuutta, yksinkertaistaa paljon esikäsittelyä.

(5) laaja valikoima päällystysmateriaaleja
Ionipinnoitus on käyttää korkean energian ioneja pommittamaan työkappaleen pintaa niin, että suuri määrä sähköenergiaa työkappaleen pinnalle lämpöenergiaksi pintakudoksen ja kemiallisten reaktioiden diffuusion edistämiseksi. Korkea lämpötila ei kuitenkaan vaikuta koko työkappaleeseen, erityisesti työkappaleen keskukseen. Siksi tällä päällystysprosessilla on laaja valikoima sovelluksia ja pieni rajoitus. Yleensä voidaan levittää erilaisia metalleja, seoksia ja joitakin synteettisiä materiaaleja, eristemateriaaleja, lämpöherkkiä materiaaleja ja korkean sulamispisteen materiaaleja. Voidaan päällystää metallityökalulla, ei-metallilla tai metallilla, myös päällystettäväksi ei-metalliseen tai ei-metalliseen, jopa pinnoitettu muovi, kumi, kvartsi, keramiikka ja niin edelleen.

Markkinanäkymät ja soveltaminen

PVD-päällystysteknologian käyttö on pääosin jaettu kahteen luokkaan: koristeellinen pinnoitus ja työkalujen pinnoitus.
1. Koristeellinen pinnoitus
Koristeellisen päällystyksen tarkoitus: parantaa pääasiassa työkappaleen ulkonäköä ja väriä, jolloin työkappale on kulutusta kestävämpi korroosio ja pidentää sen käyttöikää; Tämä näkökohta koskee pääasiassa kullekin toimialalle tarkoitettua laitteistokoulutusta, kuten ovi- ja ikkunalaitteistoa, lukkoja, saniteettitavarakauppaa ja niin edelleen ammattia.

2.Tools plated
Työkalun pinnoitus: pääasiassa työkappaleen pinnan kovuuden ja kulumiskestävyyden parantamiseksi vähentää pinnan kitkakerrointa, parantaa työkappaleen käyttöikää; Tätä näkökohtaa käytetään pääasiassa erilaisissa leikkuutyökaluissa, sorvaustyökaluissa (kuten sorvaustyökaluissa, höylälaitteissa, jyrsintä-, porakoneissa jne.) Ja muissa tuotteissa.

IKS PVD, tyhjiöpäällystyskoneiden valmistus Kiinasta, ota yhteyttä: iks.pvd@foxmail.com