Aspirarea prin vid (tehnologia PVD)

Acoperire cu vacuum (tehnologie PVD)

1. Dezvoltarea tehnologiei de acoperire în vid

Tehnologia de acoperire cu vid nu începe de mult timp. În anii 1960, tehnologia CVD (depunere chimică de vapori) a fost aplicată la sculele de tăiere cu carbură. Deoarece tehnologia trebuie efectuată la temperaturi ridicate (temperatura procesului este mai mare de 1000 ° C), tipul de acoperire este unic și are mari limitări, deci nu a fost popularizat la început. La sfarsitul anilor 1970, tehnologia PVD (depunere fizica prin vapori) a inceput sa apara, iar tehnologia de acoperire PVD sa dezvoltat rapid intr-o perioada scurta de 20 pana la 30 de ani. Motivele sunt următoarele:

(1) formează o membrană în cavitatea sigilată în vid și nu există aproape nici o problemă de poluare a mediului, ceea ce conduce la protecția mediului;
(2) poate obține o suprafață luminată și luxoasă. În culori, sunt mature șapte culori, argint, transparent, auriu, negru și orice culoare de la aur la negru, care poate satisface diverse nevoi decorative;
(3) acoperirile ceramice și acoperirile compozite cu duritate ridicată și rezistență la uzură care sunt dificil de obținut prin alte metode pot fi ușor obținute. Atunci când este aplicat la unelte și matrițe, durata de viață poate fi dublată și se poate obține efectul unui cost redus și al unui venit ridicat.
(4) în plus, tehnologia de acoperire PVD are două caracteristici de temperatură scăzută și de energie ridicată și poate forma film pe aproape orice substrat. Prin urmare, nu este surprinzător faptul că tehnologia de acoperire cu PVD are o gamă largă de aplicații și dezvoltare rapidă.

Odată cu dezvoltarea tehnologiei de acoperire în vid, au apărut PCVD (depunerea fizică a vaporilor), mt-cvd (depunere chimică de vapori chimici la temperatură medie) și alte tehnologii noi. Diferite echipamente de acoperire și procesele de acoperire au apărut într-un mod nesfârșit. În prezent, există două metode PVD mature: placare multiarc și sputtering magnetron. Echipamentul de placare cu arc este simplu și ușor de utilizat. Dezavantajul placării cu mai multe arcuri este acela că, atunci când grosimea stratului de acoperire ajunge la 0,3um, viteza de depunere este aproape de reflexie în condițiile unei acoperire cu temperatură scăzută cu alimentare tradițională de curent continuu, iar formarea filmului devine foarte dificilă. Mai mult, suprafața membranei devine tulbure. Un alt dezavantaj al placării cu mai multe arcuri este că metalul se evaporă după topire, deci particulele de depunere sunt mai mari, densitatea este mai mică și rezistența la uzură este mai rea decât cea a pulverizării cu magnetron. Se poate observa că învelișul multi-arc și acoperirea prin pulverizare cu magnetron au avantaje și respectiv dezavantaje. Pentru a putea juca pe deplin avantajele lor și pentru a se completa cât mai mult posibil, a luat ființă mașina de acoperire care integrează tehnologia multi-arc și tehnologia magnetronului. În cadrul procedeului, este prezentată o nouă metodă de placare cu mai multe arcuri, iar apoi stratul de acoperire este îngroșat prin pulverizarea magnetronică și în final culoarea stratului de acoperire este stabilizată prin placare cu mai multe arce.

2. Principii tehnice

PVD (depozitarea fizică a vaporilor) este împărțită în evaporare în vid Depunere, pulverizare vidată Depunere și depunere de ioni în vid. De obicei, spunem că acoperirea cu PVD se referă la acoperirea cu ioni de vid și pulverizarea sub vid; De obicei, acoperirea NCVM menționată se referă la acoperirea prin evaporare în vid.

Principiile de bază ale evaporării în vid: în condiții de vid, metalul și aliajele metalice sunt vaporizate și apoi depozitate pe suprafața substratului. Metoda de evaporare este folosită în mod obișnuit pentru încălzirea prin rezistență, iar fasciculul cu electroni bombardează materialul de placare pentru a se vaporiza în fază gazoasă și apoi se depune pe suprafața substratului. Din punct de vedere istoric, evaporarea în vid este cea mai veche tehnologie utilizată în metoda PVD.

Principiul de bază al stratului de acoperire prin pulverizare: în condiții de vid de gaz argon (Ar), argonul va fi descărcat cu strălucire. În acest moment, atomii de argon (Ar) se vor ioniza în ioni de argon (Ar). Sub acțiunea forței câmpului electric, ionii de argon vor accelera bombardarea țintei catodice din material de placare, care va fi pulverizat și depus pe suprafața piesei de prelucrat. Ioniile incidente în acoperirea prin pulverizare sunt în general obținute prin descărcare cu strălucire în intervalul de 10-2 Pa ~ 10Pa. Prin urmare, în timpul zborului către substrat, particulele pulverizate tind să se ciocnească cu moleculele de gaz din camera de vid, făcând direcția de mișcare aleatoare și filmul depus ușor de uniform.

Principiul bazei de acoperire cu ioni: în condiții de vid, folosind un tip de tehnologie de ionizare în plasmă, astfel încât partea atomică de placare a ionizării în ioni, în același timp produce mulți atomi neutri cu energie ridicată, în substratul de placare plus părtinire negativă. În acest fel, sub acțiunea unei prejudecăți negative profunde, ionii sunt depuși pe suprafața substratului pentru a forma un film subțire.

Etapele procesului tehnologiei PVD

1. Curățarea piesei de prelucrat: argonul este utilizat pentru evacuarea strălucitoare când este conectată energia de curent continuu și argonul este bombardat cu ioni de argon, ceea ce va stropi particule și murdărie pe suprafața piesei de prelucrat.
2. Gazeificarea placării: adică, după ac, placarea se evaporă.
3. Migrația ionilor de placare: atomii, moleculele sau ionii furnizați de sursa de gazeificare se îndreaptă către piesa de prelucrat la viteză ridicată după coliziune și câmp electric de înaltă tensiune;
4. Depunerea atomilor, a moleculelor sau a ionilor de placare pe substrat: atunci când cantitatea de ioni de evaporare de pe suprafața piesei de prelucrat depășește cantitatea de ioni stropiți, se acumulează treptat pentru a forma un strat de acoperire care aderă ferm la suprafața piesei de prelucrat .
După ionizarea particulelor de placare ionică, materialul de evaporare are trei mii la energia cinetică de cinci mii de volți electroni, artefacte de bombardament de mare viteză, nu numai viteza de depunere este rapidă și poate penetra suprafața, formând un strat adânc în matrice , adâncimea de difuzie a interfeței de placare cu ioni ar fi de patru până la cinci microni, adică adâncimea de difuzie a stratului obișnuit de acoperire în vid, adică de zeci de ori, chiar de o sută de ori, și s-au aderat atât de repede.

Avantajele performanței produsului

1. Caracteristici tehnice

(1) Filmul PVD poate fi placat direct pe oțel inoxidabil și aliaj dur. Pentru piese turnate relativ moi, cum ar fi aliajul de zinc, cupru și fier, trebuie efectuată prima placare cu crom chimic și apoi este adecvată placarea PVD. Cu toate acestea, placarea PVD după placarea cu apă este ușor de balonat, iar rata defectelor este ridicată.
(2) temperatura tipică de acoperire PVD de acoperire variază de la 250 ℃ la 450 ℃;
(3) tipul de acoperire și grosimea determină timpul procesului, timpul general de proces este de 3 ~ 6 ore;
(4) PVD grosimea stratului de acoperire de grad micron, grosimea subțirelui, media de 0,3 mu m ~ 5 microni, grosimea stratului decorativ de acoperire membrană este de obicei 0,3 mu m ~ 1 mu m, deci poate fi aproape nu afectează dimensiunea originală a piesei de prelucrat ridică tot felul de proprietăți fizice și proprietăți chimice pe suprafața piesei de prelucrat și poate menține mărimea piesei de prelucrat, nu este necesară din nou după prelucrarea placării;
(5) Tehnologia PVD nu numai că îmbunătățește rezistența de lipire între filmul de acoperire și materialul substratului, dar dezvoltă și componentele de acoperire din prima generație de TiN în TiC, TiCN, ZrN, CrN, MoS2, TiAlN, TiAlCN, tin-aln, CNx , Acoperirea compozitului DLC și ta-c, care formează efectul de suprafață al diferitelor culori.
( 6) în prezent, culorile stratului de film pot fi realizate din aur închis, aur luminos, cafea, bronz, raze g , negru, gri-negru, șapte culori etc. Culoarea placării poate fi controlată prin controlul parametrii în procesul de acoperire. După acoperire, valoarea culorii poate fi măsurată cu instrumentele relevante, astfel încât culoarea să poată fi cuantificată pentru a determina dacă culoarea placată îndeplinește cerințele.

2. Avantaje tehnice

(1) performanța de aderență la acoperire este bună
În cazul învelișului obișnuit de vid, nu există aproape nicio legătură între suprafața piesei de prelucrat și stratul de acoperire, ca și cum ar fi complet separată. Acoperirea cu ioni, arbori de viteză cu bombardament ionic, capabili să penetreze suprafața, formând un strat adânc în matrice, adâncimea de difuzie a interfeței de placare ionică ar fi de patru până la cinci microni, după ce placarea cu ioni a specimenului pentru testul de tracțiune a arătat că toate mod de a merge la fractură, placare cu matrice alungire plastic de metal, fără peeling sau descompunere, vizibilă cât de puternică de aderență, stratul de membrană uniformă, dens.
(2) capacitate puternică de înfășurare și placare
În timpul placării cu ioni, particulele vaporizatorului se deplasează de-a lungul direcției câmpului electric sub formă de ioni încărcați. Prin urmare, oriunde există un câmp electric, se poate obține o acoperire bună, care este mult mai bună decât acoperirea obișnuită cu vid, care poate fi obținută numai în direcția directă. Prin urmare, această metodă este foarte potrivită pentru găuri interioare, caneluri și îmbinări înguste ale pieselor placate. Alte metode dificil de a placa piesele. Cu acoperire obișnuită în vid se poate placa numai suprafața directă, particulele de evaporare cum ar fi scara de alpinism, pot merge doar pe scară; Și placarea cu ioni poate fi uniformă în spatele părților de placare și gaura interioară, ionii încărcați sunt ca un elicopter, pot zbura de-a lungul traseului prescris în orice loc din raza activității sale.

(2) o calitate bună a stratului de acoperire
Acoperirea cu placări cu ioni este compactă, fără găuri, bule și grosimi uniforme. Chiar și suprafața de margine și canelura pot fi placate și nu formează tumori metalice. Componente precum filetul pot fi de asemenea placate, cu duritate ridicată, rezistență ridicată la uzură (coeficient de frecare redus), rezistență la coroziune bună și stabilitate chimică, durată mai lungă a filmului; În același timp, filmul poate îmbunătăți în mare măsură aspectul proprietăților decorative ale piesei de prelucrat.
(4) procesul simplificat de curățare
Cele mai multe procese de acoperire existente necesită o curățare strictă a piesei de prelucrat în avans. Totuși, procesul de placare ionică are un rol de curățare cu bombardament ionic și acest rol a fost continuat pe tot parcursul procesului de acoperire. Efectul de curățare excelent, poate face acoperirea directă cu substratul, îmbunătățește efectiv aderența, simplifică o mulțime de lucrări de curățare pre-placat.

(5) o gamă largă de materiale de placare
Placarea cu ioni este de a folosi ioni de mare energie pentru a bombarda suprafața piesei de prelucrat, astfel încât o cantitate mare de energie electrică de pe suprafața piesei de prelucrat să fie folosită în energie termică, pentru a promova difuzia țesutului de suprafață și a reacțiilor chimice. Cu toate acestea, întreaga piesă de prelucrat, în special centrul piesei de prelucrat, nu este afectată de temperatura ridicată. Prin urmare, acest proces de acoperire are o gamă largă de aplicații și o limitare redusă. În general, diverse metale, aliaje și unele materiale sintetice, materiale izolante, materiale termosensibile și materiale cu punct de topire ridicat pot fi placate. Poate fi placat pe piesa de metal de metal sau metale, poate fi placat pe nonmetal sau nemetal, chiar pot fi placate din plastic, cauciuc, cuarț, ceramică și așa mai departe.

Perspectiva pieței și aplicarea acesteia

Aplicarea tehnologiei de acoperire PVD este în principal împărțită în două categorii: placarea decorativă și placarea sculelor.
1. Placarea decorativă
Scopul placării decorative: în principal, pentru a îmbunătăți aspectul performanței și culorii decorative ale piesei de prelucrat, în același timp, pentru a face piesa de prelucrat mai multă coroziune rezistentă la uzură și pentru a prelungi durata sa de viață; Acest aspect se referă în principal la profesia de hardware din fiecare domeniu, cum ar fi hardware-ul ușii și ferestrelor, încuietori, hardware-ul pentru obiecte sanitare și așa mai departe.

2.Echipamente placate
Scopul plăcii de sculă: în special pentru a îmbunătăți duritatea suprafeței și rezistența la uzură a piesei de prelucrat, reduce coeficientul de frecare al suprafeței, îmbunătățește durata de viață a piesei de prelucrat; Acest aspect este utilizat în principal în diferite instrumente de tăiere, unelte de strunjire (cum ar fi unelte de strunjire, mașini de frezat, freze, burghiu și altele) și alte produse.

IKS PVD, fabricarea mașinilor de acoperire cu vacuum din China, contactați: iks.pvd@foxmail.com