Rivestimento sottovuoto (tecnologia PVD)

Rivestimento sottovuoto (tecnologia PVD)

1. Sviluppo della tecnologia del rivestimento sottovuoto

La tecnologia del rivestimento sottovuoto non inizia per molto tempo. Negli anni '60, la tecnologia CVD (chemical vapour deposition) veniva applicata agli utensili da taglio in metallo duro. Poiché la tecnologia deve essere eseguita ad alta temperatura (la temperatura di processo è superiore a 1000 ° C), il tipo di rivestimento è unico e presenta grandi limiti, quindi non è stato reso popolare all'inizio. Alla fine degli anni '70, la tecnologia PVD (physical vapour deposition) cominciò ad apparire e la tecnologia di rivestimento PVD si sviluppò rapidamente in un breve periodo di 20-30 anni. Le ragioni sono le seguenti:

(1) forma una membrana nella cavità sottovuoto, e non vi è quasi nessun problema di inquinamento ambientale, che è favorevole alla protezione dell'ambiente;
(2) può ottenere una superficie luminosa e lussuosa. A colori, ci sono sette colori maturi, argento, trasparente, oro, nero e qualsiasi colore dall'oro al nero, che può soddisfare varie esigenze decorative;
(3) rivestimenti in ceramica e rivestimenti compositi con elevata durezza e resistenza all'usura che sono difficili da ottenere con altri metodi possono essere facilmente ottenuti. Se applicato a utensili e stampi, il tempo di utilizzo può essere raddoppiato e si può ottenere l'effetto di costi bassi e di entrate elevate.
(4) Inoltre, la tecnologia di rivestimento PVD ha due caratteristiche di bassa temperatura e alta energia e può formare film su quasi tutti i substrati. Pertanto, non sorprende che la tecnologia di rivestimento PVD abbia una vasta gamma di applicazioni e un rapido sviluppo.

Con lo sviluppo della tecnologia del rivestimento sottovuoto, sono emersi PCVD (deposizione di vapore fisico-chimico), mt-cvd (deposizione chimica da vapore a media temperatura) e altre nuove tecnologie. Diverse apparecchiature di rivestimento e processi di rivestimento sono emersi in modo infinito. Al momento, ci sono due metodi PVD maturi: placcatura multiarc e sputtering con magnetron. Le apparecchiature di placcatura multi-arco sono semplici nella struttura e facili da utilizzare. Lo svantaggio della placcatura a più archi è che quando lo spessore del rivestimento raggiunge 0,3um, la velocità di deposizione è prossima alla riflettività in condizioni di rivestimento a bassa temperatura con alimentazione tradizionale a corrente continua e la formazione del film diventa molto difficile. Inoltre, la superficie della membrana diventa confusa. Un altro svantaggio della placcatura a più arcate è che il metallo evapora dopo la fusione, quindi le particelle di deposizione sono più grandi, la densità è inferiore e la resistenza all'usura è peggiore di quella dello sputtering del magnetron. Si può vedere che il rivestimento multiarco e il rivestimento sputtering del magnetron presentano rispettivamente vantaggi e svantaggi. Per dare il massimo gioco ai loro vantaggi e completarsi a vicenda il più possibile, è nata la macchina di rivestimento che integra la tecnologia multi-arco e la tecnologia magnetron. Nel processo, viene presentato un nuovo metodo di placcatura multi-arco, e quindi il rivestimento viene addensato mediante sputtering di magnetron, e infine il colore del rivestimento superficiale viene stabilizzato mediante placcatura a più arcate.

2. Principi tecnici

PVD (Physical Vapour Deposition) è suddiviso in Deposizione di evaporazione sottovuoto, Deposizione di polverizzazione sottovuoto e Deposizione di ioni di vuoto. Di solito diciamo che il rivestimento PVD si riferisce al rivestimento di ioni sottovuoto e alla polverizzazione sottovuoto; Di solito detto rivestimento NCVM, si riferisce al rivestimento per evaporazione sotto vuoto.

Principi di base dell'evaporazione sottovuoto: sotto vuoto, metallo e leghe metalliche vengono vaporizzate e quindi depositate sulla superficie del substrato. Il metodo di evaporazione è comunemente usato per il riscaldamento a resistenza, e il fascio di elettroni bombarda il materiale di placcatura per vaporizzarsi nella fase gassosa e quindi si deposita sulla superficie del substrato. Storicamente, l'evaporazione sottovuoto è la prima tecnologia utilizzata nel metodo PVD.

Principio di base del rivestimento sputtering: sotto la condizione di vuoto del gas di argon (Ar), l'argon risulterà scarica. A questo punto, gli atomi di argon (Ar) si ionizzano in ioni di argon (Ar). Sotto l'azione della forza del campo elettrico, gli ioni di argon accelereranno il bombardamento del bersaglio del catodo fatto di materiale placcante, che verrà sputtered e depositato sulla superficie del pezzo. Gli ioni incidenti nel rivestimento sputtering sono generalmente ottenuti mediante scarica a incandescenza nel range di 10-2 Pa ~ 10 Pa. Pertanto, durante il volo verso il substrato, le particelle spruzzate tendono a scontrarsi con le molecole di gas nella camera del vuoto, rendendo la direzione del movimento casuale e il film depositato facile da uniformare.

Principio di base della placcatura ionica: condizioni sottovuoto, utilizzando un qualche tipo di tecnologia di ionizzazione al plasma, in modo che la parte di atomo di placcatura della ionizzazione in ioni, produca allo stesso tempo molti atomi di alta energia neutra, nel substrato di placcatura più polarizzazione negativa. In questo modo, sotto l'azione del pregiudizio negativo profondo, gli ioni si depositano sulla superficie del substrato per formare un film sottile.

Fasi del processo della tecnologia PVD

1. Pulizia del pezzo: l'argon viene utilizzato per la scarica a incandescenza quando viene collegata l'alimentazione cc e l'argon viene bombardato da ioni argon, che schizzano particelle e sporco sulla superficie del pezzo.
2. Gassificazione della placcatura: cioè, dopo ac, la placcatura evapora.
3. Migrazione degli ioni di placcatura: atomi, molecole o ioni forniti dalla fonte di gassificazione precipitano sul pezzo ad alta velocità dopo la collisione e il campo elettrico ad alta tensione;
4. Deposizione di atomi di placcatura, molecole o ioni sul substrato: quando la quantità di ioni di evaporazione sulla superficie del pezzo supera la quantità di ioni spruzzati, si accumula gradualmente fino a formare uno strato di rivestimento che aderisce saldamente alla superficie del pezzo .
Dopo la ionizzazione di particelle di placcatura ionica, il materiale di evaporazione ha tremila per l'energia cinetica di cinquemila elettronvolt, artefatti di bombardamento ad alta velocità, non solo la velocità di deposito è veloce, e in grado di penetrare la superficie, formando un profondo strato di diffusione della matrice , la profondità di diffusione dell'interfaccia della placcatura di ioni sarebbe da quattro a cinque micron, cioè la normale profondità di diffusione del rivestimento sottovuoto decine di volte, anche un centinaio di volte, e aderiva l'una all'altra così velocemente.

Vantaggi delle prestazioni del prodotto

1. Caratteristiche tecniche

(1) Il film PVD può essere direttamente placcato su acciaio inossidabile e lega dura. Per le fusioni relativamente morbide come la lega di zinco, il rame e il ferro, è necessario eseguire prima la cromatura chimica, quindi è adatta la placcatura in PVD. Tuttavia, la placcatura PVD dopo la placcatura dell'acqua è facile da far bollire e il tasso di difetti è elevato.
(2) la tipica temperatura di lavorazione del rivestimento PVD varia da 250 ℃ a 450 ℃;
(3) il tipo e lo spessore del rivestimento determinano il tempo di processo, il tempo di processo generale è 3 ~ 6 ore;
(4) spessore dello strato di rivestimento PVD di grado micron, spessore del diluente, la media di 0,3 mu m ~ 5 micron, lo spessore decorativo dello strato di membrana di rivestimento è comunemente 0.3 mu m ~ 1 m m, quindi può essere quasi non influenza le dimensioni originali del pezzo sollevano tutti i tipi di proprietà fisiche e proprietà chimiche sulla superficie del pezzo, e possono mantenere le dimensioni del pezzo da lavorare, non sono più necessarie dopo la placcatura;
(5) La tecnologia PVD non solo migliora la forza di adesione tra film di rivestimento e materiale di substrato, ma sviluppa anche i componenti di rivestimento dalla prima generazione di TiN a TiC, TiCN, ZrN, CrN, MoS2, TiAlN, TiAlCN, stagno-aln, CNx , DLC e rivestimenti compositi ta-c, che formano l'effetto di superficie di diversi colori.
( 6) allo stato attuale, i colori dello strato del film possono essere fatti sono oro scuro, oro chiaro, caffè, bronzo, raggio g , nero, grigio-nero, sette colori, ecc. Il colore della placcatura può essere controllato controllando i parametri nel processo di rivestimento. Dopo il rivestimento, il valore del colore può essere misurato con gli strumenti pertinenti, in modo che il colore possa essere quantificato per determinare se il colore placcato soddisfa i requisiti.

2. Vantaggi tecnici

(1) le prestazioni di adesione del rivestimento sono buone
Nel normale rivestimento sotto vuoto, non c'è quasi nessuna connessione tra la superficie del pezzo e il rivestimento, come se fosse completamente separato. Placcatura ionica, artefatti ad alta velocità di bombardamento ionico, in grado di penetrare la superficie, formando uno strato profondo di diffusione della matrice, la profondità di diffusione dell'interfaccia della placcatura ionica sarebbe di 4-5 micron, dopo che la placcatura ionica del provino per test di trazione ha mostrato che tutto il modo per andare a frattura, placcatura con allungamento plastica metallo matrix, senza desquamazione o desquamazione, visibile come forte adesione, strato uniforme della membrana, denso.
(2) forte capacità di avvolgimento e placcatura
Durante la placcatura ionica, le particelle dell'evaporatore si muovono lungo la direzione del campo elettrico sotto forma di ioni caricati. Pertanto, ovunque ci sia un campo elettrico, si può ottenere un buon rivestimento, che è molto meglio del normale rivestimento sotto vuoto che può essere ottenuto solo nella direzione diretta. Pertanto, questo metodo è molto adatto per fori interni, scanalature e giunti stretti di parti placcate. Altri metodi difficili da placcare parti. Con il normale rivestimento sotto vuoto si possono placcare solo superfici dirette, le particelle di evaporazione come la scala di risalita, possono salire solo sulla scala; E la placcatura ionica può essere uniformemente intorno alla parte posteriore delle parti di placcatura e il foro interno, gli ioni caricati sono come un elicottero, possono volare lungo il percorso prescritto per qualsiasi luogo nel raggio della sua attività.

(2) buona qualità del rivestimento
Il rivestimento della placcatura ionica è compatto, senza foro stenopeico, bolla e spessore uniforme. Anche la superficie del bordo e la scanalatura possono essere placcati, non formare un tumore metallico. Parti come la filettatura possono anche essere placcate, con elevata durezza, elevata resistenza all'usura (basso coefficiente di attrito), buona resistenza alla corrosione e stabilità chimica, durata della pellicola più lunga; Allo stesso tempo, il film può migliorare notevolmente l'aspetto delle proprietà decorative del pezzo.
(4) processo di pulizia semplificato
La maggior parte dei processi di rivestimento esistenti richiede una pulizia accurata del pezzo in anticipo. Tuttavia, lo stesso processo di placcatura ionica ha un ruolo di pulizia del bombardamento ionico, e questo ruolo è stato continuato durante tutto il processo di rivestimento. Eccellente effetto pulente, può rendere il rivestimento direttamente vicino al substrato, migliorare efficacemente l'adesione, semplificare un sacco di lavori di pulizia pre-placcatura.

(5) una vasta gamma di materiali di placcatura
La placcatura ionica consiste nell'utilizzare ioni ad alta energia per bombardare la superficie del pezzo in lavorazione, in modo che una grande quantità di energia elettrica sulla superficie del pezzo in lavorazione raggiunga l'energia termica, in modo da favorire la diffusione del tessuto superficiale e delle reazioni chimiche. Tuttavia, l'intero pezzo, in particolare il centro del pezzo, non è influenzato dalla temperatura elevata. Pertanto, questo processo di rivestimento ha una vasta gamma di applicazioni e una piccola limitazione. In generale, possono essere placcati vari metalli, leghe e alcuni materiali sintetici, materiali isolanti, materiali termosensibili e materiali ad alto punto di fusione. Può essere placcato sul pezzo di metallo non metallico o metallo, può anche essere placcato su metallo o metallo, anche può essere placcato in plastica, gomma, quarzo, ceramica e così via.

Prospettiva di mercato e applicazione

L'applicazione della tecnologia di rivestimento PVD è principalmente suddivisa in due categorie: placcatura decorativa e placcatura degli utensili.
1. placcatura decorativa
Lo scopo della placcatura decorativa: principalmente per migliorare l'aspetto delle prestazioni decorative e del colore del pezzo, allo stesso tempo per rendere il pezzo in lavorazione più resistente alla corrosione e prolungarne la durata; Questo aspetto si applica principalmente alla professione dell'hardware di ciascun dominio, come l'hardware di porte e finestre, serrature, l'hardware dei sanitari e così via la professione.

2. Strumenti placcato
Scopo di placcatura: principalmente al fine di migliorare la durezza superficiale e resistenza all'usura del pezzo, ridurre il coefficiente di attrito della superficie, migliorare la durata del pezzo; Questo aspetto è utilizzato principalmente in vari utensili da taglio, utensili da tornio (come utensili da tornio, pialla, fresa, trapano e così via) e altri prodotti.

IKS PVD, produzione di macchine per rivestimento sottovuoto dalla Cina, contattare: iks.pvd@foxmail.com