Wie viel wissen Sie über den PVD-Prozess?

Wie viel wissen Sie über den PVD-Prozess?

Entwicklung der Vakuumbeschichtungstechnologie

I. Die Vakuumbeschichtungstechnologie wurde lange Zeit nicht entwickelt. Die CVD-Technologie (Chemical Vapor Deposition) wurde in den 1960er Jahren auf Hartmetall-Schneidwerkzeuge angewendet. Da diese Technologie bei hohen Temperaturen (die Prozesstemperatur ist höher als 1000 ° C) durchgeführt werden muss, ist der Beschichtungstyp einzigartig und die Einschränkungen sind groß. Daher ist seine anfängliche Entwicklung nicht zufriedenstellend.

II. In den späten 70er Jahren hatte sich die PVD-Technologie (Physical Vapor Deposition) herausgebildet. Danach entwickelte sich die PVD-Beschichtungstechnologie innerhalb von 20 bis 30 Jahren schnell. Der Grund ist, dass sich in dem vakuumversiegelten Hohlraum ein PVD-Beschichtungsfilm bildet, der nahezu keine Umweltverschmutzungsprobleme aufweist und den Umweltschutz fördert. Da es hell werden kann, Schwarmoberfläche auf Farbe, reifen haben 7 Farbe, argent, transparente Farbe, Goldgelb, Schwarz, und durch Goldgelb kommen jede Art von Farbe zwischen Schwarz, es kann gesagt werden, ist mehrfarbig, Schmuckschmuck befriedigen kann alle möglichen Bedürfnisse; Und aufgrund der PVD-Technologie können leicht andere Verfahren erhalten werden, die nur schwer eine hohe Härte, eine hohe Verschleißfestigkeit der keramischen Beschichtung, Verbundbeschichtung, die in Werkzeugen und Formen angewendet werden, erhalten. Sie können die Lebensdauer verdoppeln und den Effekt niedriger Kosten, hohe Ausbeute besser erreichen. Darüber hinaus hat die PVD-Beschichtungstechnologie die Eigenschaften niedriger Temperatur und hoher Energie und kann zur Bildung eines Films auf fast jedem Substrat verwendet werden. Daher überrascht es nicht, dass sich die PVD-Beschichtungstechnologie aufgrund ihres breiten Anwendungsbereichs schnell entwickelt. Mit der Entwicklung der Vakuumbeschichtungstechnologie sind heute auch PCVD (Physical Chemical Vapor Deposition), mt-cvd (Chemical Vapor Deposition bei mittlerer Temperatur) und andere neue Technologien aufgetaucht. Verschiedene Beschichtungsanlagen und verschiedene Beschichtungsverfahren entstehen in einem endlosen Strom.

III. Gleichzeitig sollten wir uns bewusst sein, dass die Entwicklung der Vakuumbeschichtungstechnologie ernsthaft unausgewogen ist. Aufgrund der extrem rauen Arbeitsumgebung von Werkzeugen und Formen sind die Anforderungen an die Filmhaftung viel höher als bei dekorativen Beschichtungen. Daher gibt es zwar Hersteller von dekorativen Beschichtungen, aber die Herstellung von Formbeschichtungsherstellern gibt es nicht viele. Plus Werkzeug, Formbeschichtung mangelnder After-Sales-Service. Bisher können die meisten Hersteller von Beschichtungsanlagen im Inland vollständige Beschichtungswerkzeugtechnologien für Schneidwerkzeuge anbieten (einschließlich Vorbehandlungsprozess, Beschichtungsprozess, Beschichtungsnachbearbeitungstechnologie, Erkennungstechnologie, Anwendung von Beschichtungswerkzeugen) und Formtechnologie usw.), darüber hinaus erfordert es auch technisches Personal, zusätzlich zu dem Meister der Fachkenntnisse im Bereich Beschichtung, sollten auch solide Kenntnisse über Metallwerkstoffe und Wärmebehandlung sowie Vorbehandlung der Formbeschichtungsoberfläche vor Auswahl des richtigen Wissens vorhanden sein. Schneidwerkzeug, Formbeschichtung sowie die technischen Anforderungen für die Computernutzung, wenn irgendwelche Probleme auftauchen, wird der Benutzer die Schlussfolgerung ziehen, dass der Nutzungseffekt nicht ideal ist. All dies schränkt die Anwendung dieser Technologie in Schneidwerkzeugen und -werkzeugen stark ein.

IV. Auf der anderen Seite, weil die Technologie zwischen Materialwissenschaft, Physik, Elektronik, Chemie und anderen Disziplinen aufstrebender Spitzendisziplinen ist und auf das Schneidwerkzeug angewendet wird, stirbt die heimische Produktion im Bereich eines der wenigen führenden Hersteller, meistens zu Fuß Ist eine Einführung fortschrittlicher Ausrüstung und Technologie aus dem Ausland, es bleibt ein Prozess der Verdauung, Absorption, daher derzeit im Bereich der inländischen technischen Kraft in keinem Verhältnis zu seiner Entwicklung ist, muss dringend aufgeholt werden.

V. PVD (Physical Vapour Deposition) besteht aus Vakuumaufdampfung, Vakuumsputtern und Vakuumionenabscheidung. Wir sagen normalerweise PVD-Beschichtung, bezieht sich auf die Vakuumionenbeschichtung; Die NCVM-Beschichtung wird im Allgemeinen als Vakuumaufdampfen und Vakuumsputtern bezeichnet.

VI. Das Grundprinzip der Vakuumverdampfung: Im Vakuum werden Metall, Metalllegierung usw. verdampft und dann auf der Oberfläche des Substrats abgeschieden. Das Verdampfungsverfahren wird üblicherweise verwendet, um den Widerstand zu erwärmen und das Plattierungsmaterial mit dem Elektronenstrahl zu bombardieren, um in die Gasphase zu verdampfen und sich dann auf der Oberfläche des Substrats abzuscheiden. In der Geschichte ist Vakuumverdampfung die früheste Technologie, die in der PVD-Methode verwendet wird.

VII. Grundprinzip der Sputterbeschichtung: Unter Vakuumbedingungen, gefüllt mit Argon (Ar) -Gas, ist Argon Glimmentladung. Zu diesem Zeitpunkt ionisieren Argon (Ar) -Atome zu Argonion (Ar). Unter der Wirkung einer elektrischen Feldkraft beschleunigen Argonionen das Beschießen des aus dem Plattierungsmaterial hergestellten Kathodentargetmaterials, und das Targetmaterial wird durch Zerstäuben auf der Werkstückoberfläche abgeschieden. Die in den Sputterfilm einfallenden Ionen werden im allgemeinen durch Glimmentladung im Bereich von 10-2 Pa ~ 10 Pa erhalten. Wenn daher die Zerstäubungsteilchen zu dem Substrat fliegen, kollidieren sie leicht mit den Gasmolekülen in der Vakuumkammer, wodurch die Bewegungsrichtung zufällig wird und der abgeschiedene Film leicht gleichförmig wird.

VIII. Grundprinzip der Ionenplattierung: Unter Vakuumbedingungen wird einige Plasmaionisierungstechnologie eingesetzt, um die Atome des Plattierungsmaterials teilweise in Ionen zu ionisieren. Gleichzeitig werden viele energiereiche neutrale Atome erzeugt und das Substrat mit einer negativen Vorspannung versehen. Auf diese Weise werden unter der Wirkung einer tiefen negativen Vorspannung Ionen auf der Oberfläche der Matrix abgeschieden, um einen dünnen Film zu bilden.

IX. Prozess des Ionenplattierens: Partikel des Verdampfers werden als hochenergetische Ionen mit positiver Ladung von der Hochdruckkathode (dh dem Werkstück) angezogen und mit hoher Geschwindigkeit in die Werkstückoberfläche eingespritzt.

X. Der Prozess des Ionenplattierens ist wie folgt:

Die Verdampfungsquelle ist mit der Anode verbunden und das Werkstück ist mit der Kathode verbunden. Eine Glimmentladung wird zwischen der Verdampfungsquelle und dem Werkstück erzeugt, nachdem ein Hochspannungsgleichstrom von drei bis fünftausend Volt angelegt wird. Wenn inertes Argongas in die Vakuumabdeckung eingefüllt wird, wird ein Teil des Argongases unter der Wirkung des elektrischen Entladungsfeldes ionisiert, wodurch ein dunkler Plasmaraum um das Kathodenwerkstück gebildet wird. Die positiv geladenen Argonionen, die durch den negativen Hochdruck der Kathode angezogen wurden, bombardierten heftig die Oberfläche des Werkstücks, wodurch die Oberflächenpartikel und der Schmutz des Werkstücks herausgespritzt wurden, so dass die Oberfläche des zu plattierenden Werkstücks war durch Ionenbeschuss gründlich gereinigt. Dann wird der Verdampfer an die Wechselstromversorgung angeschlossen, und die Verdampferpartikel schmelzen und verdampfen, treten in den Glimmentladungsbereich ein und werden ionisiert. Positiv geladene Verdampferionen, die von der Kathode angezogen werden, stießen zusammen mit Argonionen auf das Werkstück. Wenn die Anzahl der Verdampferionen auf der Werkstückoberfläche die Anzahl der verspritzten Ionen überstieg, stapelten sie sich allmählich zu einer Beschichtung, die fest an der Werkstückoberfläche haftete. Dies ist der einfache Prozess der Ionenplattierung.

Vergleich von drei Beschichtungsverfahren:

Die PVD-Technologie umfasst vier technologische Schritte

(1) Werkstückreinigung: Schalten Sie die Gleichstromversorgung ein, Argon leitet die Glimmentladung als Argonion, Argonionenbomben an der Werkstückoberfläche und Oberflächenpartikel und Schmutz des Werkstücks werden herausgespritzt.
(2) Vergasung des Plattierungsmaterials: Nachdem der Wechselstrom angeschlossen ist, wird das Plattierungsmaterial verdampft und vergast.
(3) Migration von Plattierungsionen: Atome, Moleküle oder Ionen, die von der Vergasungsquelle geliefert werden, werden nach einer Kollision und einem elektrischen Hochspannungsfeld mit hoher Geschwindigkeit auf das Werkstück geschleudert;
(4) Ablagerung von Atomen, Molekülen oder Ionen des Plattierungsmaterials auf dem Substrat: Wenn die Menge an verdampfenden Materialionen auf der Oberfläche des Werkstücks die Menge an Spritzerionen übersteigt, sammeln sich diese allmählich an, um eine Beschichtung zu bilden, die fest an der Oberfläche haftet des Werkstücks.

Nach der Partikelionisierung des Ionenplattierens hat das Verdampfungsmaterial 3.000 bis kinetische Energie von fünftausend Elektronenvolt, Hochgeschwindigkeits-Bombardement-Artefakte, nicht nur die Ablagerungsgeschwindigkeit ist schnell und in der Lage, die Oberfläche zu durchdringen und bildet eine Tiefe in der Matrixdiffusionsschicht Die Grenzflächendiffusionstiefe der Ionenplattierung würde vier bis fünf Mikrometer betragen, d. h. die gewöhnliche Vakuumbeschichtungsdiffusionstiefe dutzende Male, sogar einhundert Mal, und so schnell aneinander haften.

XI. Grundkonzept und Eigenschaften der PVD-Beschichtung

PVD ist eine Abkürzung für "Physical Vapor Deposition". Wir werden jetzt im Allgemeinen Vakuumverdampfung, Sputterbeschichten, Ionenplattieren usw. als physikalische Dampfabscheidung bezeichnet.

Die ausgereiften PVD-Verfahren umfassen hauptsächlich die Mehrfachbogenplattierung und die Magnetron-Zerstäubungsplattierung. Die Ausrüstung mit mehreren Lichtbogenplattierungen ist einfach aufgebaut und einfach zu bedienen. Sein Ion verdampft die Quelle, um durch die Stromversorgung der Elektroschweißmaschine arbeiten zu können, sein Startlichtbogenprozess ist auch beim Elektroschweißen ähnlich, insbesondere unter bestimmten Druck des Fahrzeuges, wobei die Bogennadel beginnt und der Ionenquellenkontakt verdampft schaltet ab, verursacht die Gasentladung. Aufgrund der Ursache der Lichtbogenbeschichtung wird vor allem mittels bewegter Lichtbogenflecken die Verdampfungsquelle zur Bildung von geschmolzenem Pool auf der Oberfläche das Metall verdampfen lassen, die Filmschicht wird auf dem Substrat abgeschieden, im Vergleich zum Magnetron-Sputtern nicht Nur die Zielausnutzungsrate des Zielmaterials ist hoch, die Ionisierungsrate hoch, mehr Metallionen filmen die Vorteile einer starken Adhäsion. Außerdem ist die Farbe der Mehrbogenbeschichtung relativ stabil, insbesondere wenn eine TiN-Beschichtung hergestellt wird, kann die gleiche stabile goldene Farbe in jeder Charge leicht erhalten werden, wodurch das Magnetron-Sputterverfahren nicht erreicht wird. Der Nachteil der Beschichtung mit mehreren Lichtbögen ist, dass, wenn die Beschichtungsdicke 0,3 m erreicht, die Abscheidungsrate und das Reflexionsvermögen unter der Bedingung der Niedertemperaturbeschichtung mit herkömmlicher Gleichstromversorgung nahe beieinander liegen und das Filmerzeugen sehr schwierig wird. Darüber hinaus beginnt die Oberfläche des Films zu verwischen. Ein weiterer Nachteil der Mehrfachbogen-Plattierung ist, dass, wenn das Metall nach dem Schmelzen verdampft wird, die abgeschiedenen Teilchen größer sind, was zu einer geringeren Dichte führt, und die Verschleißfestigkeit schlechter ist als die der Magnetron-Sputterfilmbildung.

Es ist ersichtlich, dass sowohl die Mehrbogenbeschichtung als auch die Magnetron-Sputterbeschichtung Vor- und Nachteile haben. Um ihre jeweiligen Vorteile voll zur Geltung zu bringen und Komplementarität zu realisieren, entstand eine Beschichtungsmaschine mit Multi-Arc-Technologie und Magnetron-Technologie. In diesem Prozess wird ein neues Verfahren der Mehrfachbogenplattierung vorgestellt, bei dem das Magnetron-Sputtern nach USES zum Verdicken der Beschichtung verwendet wird und schließlich die Mehrfachbogenplattierung verwendet wird, um die endgültige stabile Oberflächenbeschichtungsfarbe zu erreichen.

Etwa in den späten 1980er Jahren war das Auftauchen von Heißkathoden-Elektronenkanonenverdampfungs-Ionenplattierung, Heißkathodenbogen-Magnetron-Plasmabeschichtungsmaschine der Anwendungseffekt sehr gut, so dass TiN-Beschichtungswerkzeug schnell universelle Anwendung findet. Unter diesen ist die Verdampfungsionenplattierung mit heißer Kathodenelektronenkanone unter Verwendung eines Kupferschmelztiegel-Erhitzungsschmelzens vergoldetes Material unter Verwendung von Tantalfilament zum Erwärmen des Werkstücks, Entgasen unter Verwendung der Elektronenkanone, um die Ionisationsrate zu erhöhen, nicht nur eine Dicke von 3% 5 m TiN-Beschichtung, aber auch seine Haftung, Verschleißfestigkeit sind gute Leistung, auch durch Schleifverfahren ist es schwierig, sie zu entfernen. Diese Geräte eignen sich jedoch nur für TiN-Beschichtungen oder reine Metallfilme. Für die Mehrfachbeschichtung oder Verbundbeschichtung ist es schwierig, sich an die Anforderungen des Hochgeschwindigkeitsschneidens und der Vielfalt der Formenanwendungen mit hoher Härte anzupassen.

CemeCon hat derzeit einige Industrieländer (wie Deutschland, UK ART-TEER, Swiss Platit) auf der Grundlage des traditionellen Prinzips des Magnetron-Sputterns, eines unausgeglichenen Magnetfelds anstelle des ursprünglichen Gleichgewichts des Magnetfelds, einer 50-kHz-Mittelfrequenz-Stromversorgung Um die ursprüngliche Gleichstromversorgung, die Impulsstromversorgung anstelle der Gleichstrom-Vorspannung, die Hilfsanodentechnologie usw. zu ersetzen, lässt sich die Magnetron-Sputtertechnologie allmählich ausreifen, hat große Mengen an auf der Formbeschichtung verwendetem Material, ist jetzt eine stabile Produktion, die hauptsächlich TiAlN, AlTiN-Beschichtung umfasst , TiB2, DLC, CrN, China Guangdong, Jiangsu, Guizhou, Zhuzhou und andere Orte haben auch diese Art von Ausrüstung eingeführt, hat das Potenzial, Feuer zu fangen.

XII. PVD- Flussdiagramm

PVD- Bearbeitungscharakteristik

1) Der PVD-Film kann direkt auf Edelstahl und eine harte Legierung plattiert werden. Die relativ weiche Zinklegierung, Kupfer, Eisen und andere Druckgussteile sollten zuerst mit Chrom galvanisiert werden und dann für die PVD-Beschichtung geeignet sein.
2). Typische Verarbeitungstemperatur für PVD-Beschichtungen zwischen 250 ℃ - 450;
3) Beschichtungstyp und Dicke bestimmen die Prozesszeit, die allgemeine Prozesszeit beträgt 3 bis 6 Stunden;
4) PVD-Überzugsschichtdicke auf Mikroniveau, mit dünner Dicke, durchschnittlich 0,3 um ~ 5 um, die Dicke der dekorativen Überzugsmembranschicht beträgt üblicherweise 0,3 um ~ 1 um, so dass die ursprüngliche Größe fast nicht beeinflusst wird des Werkstücks erhöhen alle Arten von physikalischen Eigenschaften und chemischen Eigenschaften auf der Oberfläche des Werkstücks, und können die Werkstückgröße beibehalten, brauchen nach dem Plattiervorgang nicht mehr;

5). Die PVC-Technologie verbessert nicht nur die Haftfestigkeit zwischen dem Beschichtungsfilm und dem Substratmaterial, sondern entwickelt auch die Beschichtungszusammensetzung von der ersten Generation von TiN bis zur Verbundbeschichtung aus TiC, TiCN, ZrN, CrN, MoS2, TiAlN, TiAlCN , Zinn-Aln, CNx, DLC und ta-c bilden den Oberflächeneffekt verschiedener Farben.
6) Die aktuell verfügbaren Filmfarben sind Dunkelgold, Hellgold, Braun, Bronze, Grau, Schwarz, Grau-Schwarz, Siebenfarben usw. Die Farbe kann durch Steuern der Parameter im Beschichtungsprozess gesteuert werden. Am Ende der Beschichtung kann der Farbwert der betreffenden Instrumente gemessen werden, so dass die Farbe quantifiziert werden kann, um zu bestimmen, ob die Farbplattierung den Anforderungen entspricht.

Die Anwendung der PVD-Beschichtungstechnologie ist hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt: dekorative Beschichtung und Werkzeugplattierung:

Der Zweck der dekorativen Beschichtung: vor allem, um das Aussehen des Werkstücks dekorative Eigenschaften und Farbe zu verbessern, gleichzeitig das Werkstück mehr Verschleiß und Korrosionsbeständigkeit zu machen, um seine Lebensdauer zu verlängern; Dieser Aspekt gilt hauptsächlich für den Hardware-Beruf jeder Domäne, wenn die Türfenster-Hardware, das Schloss, die Badezimmer-Hardware und so weiter in der Industrie liegen.

Der Zweck des Werkzeugplattierens: hauptsächlich zur Verbesserung der Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit des Werkstücks, Verringerung des Reibungskoeffizienten der Oberfläche, Verbesserung der Lebensdauer des Werkstücks; Dieser Aspekt wird hauptsächlich bei verschiedenen Schneidwerkzeugen, Drehwerkzeugen (z. B. Drehwerkzeugen, Hobelmessern, Fräsern, Bohrern usw.) und anderen Produkten verwendet.

Obwohl die Verwendung der PVD-Beschichtungstechnologie aus hochwertigen Folien plattiert werden kann, die Kosten für den PVD-Beschichtungsprozess jedoch nicht hoch sind, ist dies eine sehr kostengünstige Oberflächenbehandlung, so dass sich die PVD-Beschichtungstechnologie in den letzten Jahren sehr schnell entwickelt . Die PVD-Beschichtung hat sich zur Entwicklungsrichtung der Oberflächenbehandlung in der Hardware-Industrie entwickelt.

XIII. PVD-Vorteil

1. Gute Haftung der Beschichtung

Bei gewöhnlicher Vakuumbeschichtung sind die Oberfläche des Werkstücks und die Beschichtung fast keine Verbindung zwischen der Übergangsschicht, da deutlich. Ionenplattieren, Ionenbeschuss-Hochgeschwindigkeits-Artefakte, die in der Lage sind, die Oberfläche zu durchdringen und eine tiefe Matrixdiffusionsschicht zu bilden, würde die Grenzflächendiffusionstiefe des Ionenplattierens vier bis fünf Mikrometer betragen, nachdem das Ionenplattieren der Probe für den Zugversuch gezeigt hat, dass alle Weg zu brechen gehen, Plattieren mit Matrix Metall Kunststoff Dehnung, ohne Abblättern oder Abblättern, sichtbar wie starke Haftung, Membranschicht gleichmäßig, dicht.

2. Gute verpackungs- und Überzugsfähigkeit

Bei der Ionenplattierung bewegen sich die Verdampferpartikel in Richtung der Stromleitung im elektrischen Feld in Form geladener Ionen. Überall dort, wo ein elektrisches Feld vorhanden ist, kann eine gute Beschichtung erhalten werden, die der gewöhnlichen Vakuumbeschichtung, die nur in direkter Richtung erzielt werden kann, weit überlegen ist. Daher eignet sich dieses Verfahren sehr gut zum Plattieren von Teilen an Innenloch, Nut und schmalem Schlitz. Andere Verfahren sind schwierig zu beschichten. Mit gewöhnlicher Vakuumbeschichtung kann nur direkt auf der Oberfläche plattiert werden, Verdampfungspartikel, wie eine Kletterleiter, können nur der Leiter folgen; Andererseits kann die Ionenplattierung gleichmäßig um die Rückseite des Teils und in das innere Loch gewickelt werden. Geladene Ionen können dagegen wie im Hubschrauber an jeden Ort im Umkreis der angegebenen Flugbahn transportiert werden.

3. Die Beschichtung ist von guter Qualität

Die Beschichtung hat eine kompakte Struktur, keine Lochblende, keine Blase und gleichmäßige Dicke. Sogar die Kanten und Nuten können gleichmäßig beschichtet werden, ohne Metallknoten zu bilden. Teile wie Gewinde können auch mit hoher Härte, hoher Verschleißfestigkeit (niedriger Reibungskoeffizient), guter Korrosionsbeständigkeit und chemischer Stabilität, Filmlebensdauer überzogen werden; Gleichzeitig kann die Folie das Erscheinungsbild der dekorativen Leistung des Werkstücks erheblich verbessern

4. Vereinfachung des Reinigungsprozesses

Bestehende Beschichtungsverfahren, die meisten Anforderungen vor dem Werkstück für eine strenge Reinigung, sowohl komplex als auch mühsam. Der Ionenplattierungsprozess selbst hat jedoch einen Ionenbeschußreinigungseffekt, und dieser Effekt hat sich während des gesamten Beschichtungsprozesses fortgesetzt. Hervorragender Reinigungseffekt, kann die Beschichtung direkt in der Nähe des Substrats bilden, die Haftung effektiv verbessern und vor dem Beschichten die Reinigung vereinfachen.

5. Große Auswahl an Beschichtungsmaterialien

Ionenplattierung ist die Verwendung von hochenergetischen Ionen, die die Oberfläche des Werkstücks bombardieren, so dass eine große Menge elektrischer Energie auf der Oberfläche des Werkstücks in Wärmeenergie umgewandelt wird, wodurch die Gewebediffusion und chemische Reaktion der Oberfläche gefördert wird. Das gesamte Werkstück, insbesondere der Kern des Werkstücks, wurde jedoch durch die hohe Temperatur nicht beeinträchtigt. Daher hat diese Art von Beschichtungsverfahren einen breiten Anwendungsbereich und die Einschränkungen sind gering. Im Allgemeinen können alle Arten von Metallen, Legierungen und einigen synthetischen Materialien, Isolationsmaterialien, thermischen Materialien und Materialien mit hohem Schmelzpunkt plattiert werden. Kann auf dem metallischen Werkstück Nichtmetall oder Metall plattiert werden, kann auch auf Nichtmetall oder Nichtmetall plattiert werden und sogar auf Kunststoff, Gummi, Quarz, Keramik usw. plattiert werden.

Anwendungsbereich, Vor- und Nachteile der Zweifarben-PVD-Technologie .

Der Anwendungsbereich ist:
1) Kohlenstoffstahl, legierter Stahl, rostfreier Stahl, Titanlegierung und andere metallische Werkstoffe;
2) Die Oberflächenhärte des Metallmaterials sollte mindestens HV170 betragen.

Seine Vorteile sind:

Verglichen mit der traditionellen Magnetron-Sputter-Monochrom-PVD-Technologie ist die Zweifarben-PVD-Technologie komplexer, komplexer und schwieriger in der Herstellung, weist jedoch ein hervorragendes Erscheinungsbild auf. Die Oberflächenhärte beider Farben liegt über HV600.

Die traditionelle Magnetron-Sputter-Monochrom-PVD-Technologie soll den Zwei-Farben-Effekt erzielen. Die ergriffenen technologischen Maßnahmen bestehen darin, den Laser in der Region herauszuschneiden, die auf der Grundlage des gesamten PVD-Monochroms eine andere Farbe erzielen muss. Der Bereich, aus dem eine neue Behandlung hervorgeht, kann nur die instinktive Qualität des Metalls zeigen, die Oberflächenhärte, nämlich die Oberflächenhärte des Metalls selbst -

Die Oberflächenhärte nach PVD liegt über HV600).

Ihre Nachteile sind:

1) der Prozess ist komplexer als die herkömmliche monochrome PVD, und der Prozess ist komplexer und schwieriger zu produzieren;
2) die Produktionsausbeute ist gering und beträgt etwa 65 bis 70% (die Ausbeute an herkömmlicher monochromer PVD beträgt im Allgemeinen 85 bis 90%;
3) der Preis ist 50 bis 60% höher als bei der traditionellen Monochrom-PVD;
4) Aufgrund des Einflusses von Technologie und Verfahren hat die Herstellung von Zweifarben-PVDs mehr Einschränkungen und wird stark durch die Produktstruktur beeinflusst, während die herkömmliche Monochrom-PVD nahezu unbegrenzt ist

Moderne Beschichtungsanlagen (einheitliche Heiztechnologie, Temperaturmesstechnik, unausgeglichenes Magnetron-Spritzen, Hilfsanode, Zwischenfrequenz-Stromversorgung, Impulstechnologie) Moderne Beschichtungsanlagen werden hauptsächlich durch Vakuumkammer, Vakuumteil, Vakuummessteil, Stromversorgung, Prozessgaseingang erhalten System, mechanische Getriebeteile, Heiz- und Temperaturmesseinheit, Ionenverdampfungs- oder Zerstäubungsquelle, Wassersystem und andere Teile.

1 die Vakuumkammer

Beschichtungsanlagen haben hauptsächlich eine kontinuierliche Beschichtungsproduktionslinie und zwei Einzelraumbeschichtungsmaschinen, da das Formbeschichtungsheiz- und mechanische Übertragungsteil höhere Anforderungen hat und Formform, Größe variieren, kontinuierliche Beschichtungsproduktionslinie normalerweise nur schwer in der Lage ist, die Anforderungen zu erfüllen eine Einraum-Beschichtungsmaschine.

2 Vakuumverstärkungsteil

Die Vakuumbeschaffung ist ein wichtiger Bestandteil der Vakuumtechnologie. Aufgrund der Anforderungen einer hohen Haftung der Beschichtung auf dem Werkstück sollte der Hintergrundvakuumgrad vor Beginn des Beschichtungsprozesses besser als 6 mPa und nach Abschluss des Beschichtungsprozesses sogar bis zu 0,06 mPa betragen. Daher ist es sehr wichtig, die Vakuumerfassungsausrüstung angemessen zu wählen, um einen hohen Vakuumgrad zu erreichen. Bis jetzt gibt es keine Pumpe, die vom atmosphärischen Druck bis zum Ultrahochvakuum arbeiten kann. Daher ist die Erfassung des Vakuums keine Vakuumanlage und Verfahren können erreicht werden, die in Kombination mit mehreren Pumpen eingesetzt werden müssen, beispielsweise mechanische Pumpen, Molekularpumpen.

3 Vakuummessteil

Der Vakuummessungsteil des Vakuumsystems dient zum Messen des Drucks in der Vakuumkammer. Wie die Vakuumpumpe kann kein Vakuummeter den gesamten Vakuumbereich messen. Daher wurden viele Arten von Vakuummetern nach unterschiedlichen Prinzipien und Anforderungen hergestellt.

4 Stromversorgung

Die Zielstromversorgung umfasst hauptsächlich die Gleichstromversorgung (z. B. MDX) und die Zwischenfrequenzversorgung (z. B. PE, PEII und PINACAL, die von der Firma AE in den USA hergestellt werden). Das Werkstück selbst wird normalerweise mit einer Gleichstromversorgung (z. B. MDX), einer Impulsstromversorgung (z. B. PINACAL + von AE) oder einer HF-Stromversorgung (RF) versorgt.

5 Prozessgaszufuhrsystem

Prozessgase wie Argon (Ar), Krypton (Kr), Stickstoff (N2), Acetylen (C2H2), Methan (CH4), Wasserstoff (H2), Sauerstoff (O2) usw. werden im Allgemeinen von Zylindern durchgeleitet das Gasreduzierventil, das Gashahnventil, die Rohrleitung, den Gasströmungsmesser, das Magnetventil, das piezoelektrische Ventil und dann in die Vakuumkammer. Der Vorteil dieses Gaseingabesystems besteht darin, dass die Rohrleitung einfach, hell und einfach zu warten oder auszutauschen ist. Jede Beschichtungsmaschine beeinflusst sich nicht. Es gibt auch Fälle, in denen mehrere Beschichtungsmaschinen einen Satz von Zylindern verwenden, was in einigen der größeren Beschichtungsbetriebe zu sehen ist. Der Vorteil ist, Gasflaschen auf Dosierung zu reduzieren, einheitliches Programm, einheitliches Layout. Der Nachteil ist, dass die Anzahl der Verbindungen die Gefahr eines Auslaufens erhöht. Darüber hinaus stören sich die Beschichtungsmaschinen, ein Leck der Beschichtungsmaschinen-Pipeline kann die Qualität anderer Beschichtungsmaschinenprodukte beeinträchtigen. Beim Austauschen von Flaschen muss außerdem sichergestellt werden, dass sich alle Hosts in einem Nichtgaszustand befinden.

6 Mechanischer Antrieb

Die Beschichtung von Werkzeugen erfordert eine gleichmäßige Dicke um die Kante, daher muss der Beschichtungsprozess drei Umdrehungen aufweisen, um die Anforderungen zu erfüllen. Das heißt, während der große Werkstücktisch gedreht werden muss (I), dreht sich auch der kleine Werkstückträgertisch (II), und das Werkstück selbst kann sich gleichzeitig drehen (III).

Bei der mechanischen Konstruktion wird in der Regel in der Mitte des großen Werkstückdrehtellerbodens ein großes Antriebszahnrad angeordnet, das von einem kleinen Sternzahnrad umgeben ist, das mit ihm in Eingriff steht, und dann mit einer Gabel die Werkstückdrehung einstellen. Bei der Herstellung der Formbeschichtung ist es normalerweise ausreichend, zwei Umdrehungen zu haben, aber die Tragfähigkeit des Zahnrads muss stark erhöht werden.

7 Teil Heizung und Temperatur

Bei der Beschichtung des Arbeitsmodells ist die Sicherstellung einer gleichmäßigen Erwärmung des plattierten Werkstücks wesentlich wichtiger als die Erwärmung der Dekorationsbeschichtung. Die Beschichtungsanlagen sind in der Regel vor und nach zwei Heizelementen, Thermoelement-Temperaturmessung und -steuerung. Da die Thermoelementklemmen unterschiedlich sind, kann die Temperatur nicht die tatsächliche Temperatur des Werkstücks sein. Es gibt viele Möglichkeiten, die tatsächliche Temperatur eines Werkstücks zu messen. Hier ist eine einfache Surface Thermomeer-Methode. Das Thermometer dehnt die Feder an der Unterseite aus, wenn das Thermometer erwärmt wird, wodurch die Nadel die Positioniernadel drückt, bis sie die Höchsttemperatur erreicht. Wenn die Temperatur abfällt, zieht sich die Feder zusammen und der Zeiger dreht sich in die entgegengesetzte Richtung, der Positionszeiger bleibt jedoch auf der höchsten Temperatur. Lesen Sie nach dem Öffnen der Tür die vom Positionszeiger angegebene Temperatur ab, dh den höchsten Temperaturwert, den das Oberflächenthermometer erreicht hat, wenn es in der Vakuumkammer erhitzt wird.

8 Ionenverdampfungs- und Zerstäubungsquellen

Die Verdampfungsquelle der Mehrfachbogen-Plattierung ist im Allgemeinen eine runde Kuchenform, die allgemein als rundes Kuchenziel bekannt ist. In den letzten Jahren ist auch ein rechteckiges Ziel mit mehreren Bogen aufgetaucht, aber es wurde kein offensichtlicher Effekt festgestellt. Das runde Kuchenziel ist auf dem Kupferzielsitz (Kathodensitz) montiert, und die beiden sind durch Stege miteinander verbunden. Im Zielsitz befindet sich ein Magnet. Durch Hin- und Herbewegen des Magneten kann die Magnetfeldstärke geändert und die Bewegungsgeschwindigkeit und die Spur des Lichtbogenflecks eingestellt werden. Um die Temperatur des Ziels und des Zielsitzes zu senken, sollte der Zielsitz kontinuierlich mit Kühlwasser gespeist werden. Um die hohe Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit zwischen dem Ziel und dem Zielsitz sicherzustellen, kann die Sn-Dichtung zwischen dem Ziel und dem Zielsitz hinzugefügt werden. Magnetron-Sputterbeschichtung verwendet im Allgemeinen rechteckige oder zylindrische Targets.

9 Wasserkühlung

Um die Ionisationsrate von Metallatomen zu verbessern, ist jedes Kathodentarget so ausgelegt, dass es eine möglichst große Ausgangsleistung verwendet, was eine ausreichende Kühlung erfordert. Darüber hinaus ist bei vielen Arten der Beschichtung in der Formbeschichtung die Erwärmungstemperatur 400 bis 500 ° C, daher ist an der Vakuumkammerwand das Abkühlen jeder Dichtungsfläche ebenfalls sehr wichtig, so dass das Kühlwasser besser etwa 18 bis 20 ° C verwendet Kühlwasserversorgung. Um zu verhindern, dass Wassertröpfchen aus der Wand der Niedertemperatur-Vakuumkammer austreten und das Kathodentarget nach dem Öffnen der Tür etwa 10 Minuten vor dem Öffnen der Tür mit heißer Luft in Kontakt kommt, sollte das Wasserkühlsystem in die Lage versetzt werden Heizungswasserzustand, und die Warmwassertemperatur beträgt etwa 40 bis 45 ° C.

XIV. Arbeitsschritte von Mold and Die PVD

Der grundlegende Prozessablauf der PVD kann wie folgt zusammengefasst werden: IQC-Vorbehandlung PVD FQC.

1 IQC

Die Hauptaufgabe von IQC (InQuality Control) besteht nicht nur darin, die Menge routinemäßig zu überprüfen und zu prüfen, ob die Zeichnung dem tatsächlichen Objekt entspricht, sondern auch die Werkstückoberfläche sorgfältig zu prüfen, insbesondere, ob Risse und andere Defekte an der Schneidkante vorhanden sind . Für einige der Schneidwerkzeuge ist es manchmal einfacher, die Klinge im Körper des Mikroskops zu beobachten, um Probleme zu finden; Darüber hinaus sollte das Personal von IQC darauf achten, ob die Beschichtungsteile Kunststoff, niedrigschmelzendes Lötmittel usw. aufweisen. Wenn diese Bestandteile aufgrund des Fehlens der Inspektion in den Beschichtungsprozess eingemischt werden, wird Luft stark freigesetzt in der Vakuumkammer, was dazu führen kann, dass die gesamte Produktcharge entschichtet wird oder sogar die ursprünglichen OK-Produkte verschrottet werden, und die Folgen sind undenkbar.

2 Vorbehandlungsprozess (Dampfpistole, Sandstrahlen, Polieren, Reinigen)

Der Zweck der Vorbehandlung besteht darin, die Oberfläche chemischer Teile zu reinigen oder aufzurauen.

Die Reinigung dient zur Entfernung aller Arten von Oberflächenkontaminationen und zur Vorbereitung einer sauberen Oberfläche. Reinigung durch mechanische, physikalische oder chemische Mittel, üblicherweise mit einer Vielzahl von Reinigungsmitteln. Die Vergröberung zielt im Gegensatz zum Photoätzen darauf ab, raue Oberflächen herzustellen, um die strukturelle Festigkeit der Beschichtung oder des Beschichtungsdekors zu verbessern. Wir verfügen nun über die wichtigsten Vorbehandlungsmethoden: Hochtemperatur-Dampfreinigung, -reinigung, Sandstrahlen, Schleifen, Polieren und andere Verfahren.

Hochtemperatur-Dampfwäsche

Gegenwärtig ist die üblicherweise verwendete Hochtemperatur-Dampfreinigungsanlage eine Dampfkanone. Seine maximale Betriebstemperatur kann 145 Grad erreichen und der Luftdruck liegt zwischen 3 und 5 bar. Da die Form häufig einige kleine Löcher, Gewindelöcher, oft Öl, Kühlmittelrückstände und andere Verunreinigungen im Loch enthält, lässt sich das herkömmliche Reinigungsverfahren nur schwer entfernen. An diesem Punkt kann die Hochtemperatur-Dampfwaschanlage ihre Vorteile maximieren. Reinigung

XV. Die Reinigungsverfahren für die Beschichtung vor jeder Fabrik sind wie folgt:

1. Ultraschall-Wachsentfernung 2. Über Wasser 3. Ultraschall-Ölentfernung 4. Über Wasser 5. Ultraschallersatz 6. Über Wasser 7. Über reinem Wasser 8. Dies liegt daran, dass das dekorative Überzugssubstrat meist aus Edelstahl oder einer Titanlegierung besteht, nicht einfach rosten. Darüber hinaus sind dekorative Beschichtungen auf Wasserzeichen, Flecken und anderen Fehlern absolut nicht zulässig. Daher ist die dekorative Beschichtung für die Wasserqualitätsanforderung des reinen Wassers extrem hoch und erreicht sogar mehr als 15 m & OHgr ; . Um die hohe Reinigungsqualität zu gewährleisten, kann die Reinigung wiederholt und in die hohe Qualität von reinem Wasser und Ultraschall für lange Zeit eingetaucht werden. Die Reinigung der Form ist jedoch anders, vor allem heißer Stahl, der wie eine dekorative Beschichtung zu reinigen ist, wird in einem Durcheinander rosten.

Aufgrund der Formbeschichtung der Oberfläche des ursprünglichen Zustands sind zusätzlich zu einigen Linsenformen mit hohem Standard im Allgemeinen mehr dekorative Beschichtungen rauh, so dass die Oberfläche der Beschichtung nach den Zustandsanforderungen nicht so hoch ist, wie dies bei einer dekorativen Beschichtung der Fall ist Wir nehmen Wasser schnell mit trockener, ölfreier Druckluft zum Föhnen, dann die werksseitige Trocknung der Form bei starkem Wind. Und diese Spiegelform mit hohem Standard besteht im Allgemeinen aus Edelstahl 136 und kann dekorative Beschichtungsreinigungsmethoden ausleihen.

Mit anderen Worten, das Reinigungsverfahren vor der Formbeschichtung hängt von den verschiedenen Materialien ab, die von der Matrize verwendet werden, der Oberflächenzustand vor der Matrizenbeschichtung ist unterschiedlich und nicht derselbe.

Das Folgende ist ein paar Materialien Rost von schwer bis leicht zu sortieren, als Referenz:

Edelstahl, harte Legierung, Metallkeramiklegierung, DC53, Schnellarbeitsstahl, 8407 haben eine automatische Reinigungsmaschine, Modell CR288, hergestellt in Deutschland. Die maximale Reinigungsleistung dieser Maschine beträgt 80 kg und wird hauptsächlich zum Reinigen von Werkzeugen, kleinen Teilen oder kleinen Formen der Form verwendet. Es hat insgesamt drei Reinigungszylinder, die Lösung ist Leitungswasser + Reinigungsmittel, Leitungswasser, entionisiertes Wasser. Neben den üblichen Ultraschall-, Wasserwasch-, Sprüh-, Schaukel-, Heißlufttrocknungs- und anderen Funktionen ist die Maschine ein weiterer Vorteil, der sich aus den letzten Vakuumschritten zusammensetzt und die Feuchtigkeit so schnell wie möglich flüchtig machen kann.

Automatische Reinigungsmaschine Speicher zehn Arten von Technologie, werden vom Lieferanten voreingestellt. Ein bis neun können für verschiedene Arten von Produkten verwendet werden, unterschiedliche Reinigungsverfahren für den Oberflächenzustand. Der zehnte wird für Reinigungsmittel verwendet.

Sandstrahl

Sandstrahlen ist die Verwendung von Druckluft, um abrasive, starke Erosion der Werkstückoberfläche zu erzeugen, um Rost, Kohlenstoffablagerung, Schweißschlacke, Oxid, Restsalz, alte Farbschicht und andere Oberflächendefekte zu entfernen. Das Sandstrahlen kann gemäß den Bedingungen des Schleifmittels in trockenes Sandstrahlen und nasses Sandstrahlen unterteilt werden.

Die technologischen Parameter des Sandstrahlens umfassen hauptsächlich die Entfernung der Waffe, den Neigungswinkel, die Rotationsgeschwindigkeit, die Bewegungsgeschwindigkeit, den Hub, die Umlaufzeiten, die Sandstrahlzeit und den Sanddruckluftdruck. Die verwendeten Parameter sind der Pistolenbereich: 30 ~ 70 mm; Winkel von 30 ~ 70? C; Die Drehgeschwindigkeit des Spanntischs beträgt 10 ~ 30; Rundreisezeiten: 3 ~ 9-mal; Sandstrahldruck: 1,8 bis 3,5 bar usw. In diesem speziellen Vorgang werden die Ober- und Untergrenzen entsprechend dem Verschmutzungsgrad der Werkstückoberfläche, der Härte des Werkstücks, der Geometrie der Werkstückoberfläche und anderen Faktoren ausgewählt. Das Schleifmittel, das wir in der Trockensandstrahlmaschine wählen, sind Glasperlen, die zum Sprühen von einigen mittelharten Materialien mit Härte wie Ölstahl, Form usw. geeignet sind. In der flüssigen Sandstrahlmaschine wurde ausgewähltes Aluminiumoxid-Schleifmittel mit hoher Härte, das für einige hohe Härte des Materials geeignet ist wie hartes Legierungsmaterial. Abrasive size is also important for die coating. If the abrasive size is too large, the workpiece surface is too rough; If the particle size of abrasive is too small, and will reduce the impact force, or even embedded in the workpiece surface, cleaning is difficult to remove, so that the workpiece coating adhesion is reduced. For this reason, some European countries, on the die coating before blasting abrasive particle size used to do A careful study, strict enough to ensure that more than 85% of the grain size in the A, B point range before use. In contrast, China's abrasive suppliers are still lack of consensus in this regard, we also rarely do this test.

PVD coating process (heating, ion cleaning, coating, cooling, process gas, air pressure, temperature, sputtering power) FQC

1. Function Quality Control 2. Function Quality Control 2. The content of FQC mainly includes methods of appearance inspection, layer depth inspection, adhesion inspection, wear resistance inspection, corrosion resistance inspection and simulation test. I plant the main application of the current appearance inspection, layer depth inspection and adhesion inspection.

As most of the products we come into contact with are not allowed to do destructive inspection, we will put in the sample with each batch when coating. When you do a depth test and a adhesion test, in most cases, you're actually checking the sample with the batch. Since it is difficult to agree between the sample and the product in terms of raw materials, heat treatment status, clamping position, etc., there will be certain error between the detected result and the actual value of the product. Sometimes there may be considerable error, can only be used as a reference. Of course, when necessary, we can also make simulation parts to achieve the purpose of accurate measurement.

appearance inspection

Open the door for the product, the surface should be carefully checked for cracks, coating, loose and other defects. For knives, knives, also need to carefully examine the state of their blades under the microscope.

Layer deep check

There are many methods for depth inspection, such as microsection metallography, X-ray examination, optical test with monochromatic light as the light source, ball mill test and so on. The layer depth inspection of die coating is carried out on a ball mill. The method is to use a steel ball with a diameter of 10mm to test the surface rolling grinding, and then measure the relevant data of the grinding marks under the microscope, and put it into the formula to calculate the depth of the layer.

This kind of layer depth examines the characteristic of the method is: convenient and applicable, error is largo. But this error applied to die above the impact will not be too large. Interested colleagues may also refer to the relevant literature.

There are a lot of adhesion inspection methods, each factory according to the characteristics of their products, have developed the corresponding test methods. Among them, there are two authoritative methods. One is to do indentation test with conical diamond head on rockwell hardness tester, observe under the microscope, and judge the adhesion of the coating by the number of cracks around the indentation. This method has high requirements for the shape of the diamond head. It not only strictly requires the center point to be in the center of the circle, but also requires the roundness of the diamond cone to be very regular. Unfortunately, at present, China does not have its national or industry standards; Another method is the scratch method, some of our coating launched earlier scientific research departments, is also the use of this method, there are special national industry standards for query.

Besmear after processing technology of jig (sandblasting, painting fat technology) detection technology (binding force test, the deep layer of detection, acid corrosion) coating stripping technology (TiAlN/TiN stripping technology, CrN/DLC/CrAlTiN stripping technology, the surface of the cemented carbide coating stripping technology) application technology of the coated tools (in the proper selection of coating, coating tool used correctly

Coating on the tool optimization is very big, because the high speed cutting machining than the traditional cutting temperature is higher, the application of coating, can play its role in high temperature, oxidation resistance and hardening materials. For example, chromium nitride (CrN) coatings reduce friction coefficients and improve finish and chip removal.

XVI. Specification of main technical requirements

1. Double-color PVD matching selection is conducted between traditional and conventional colors such as black, silver, gold and common rose;
2. Two-color PVD pairing on or between 3D surfaces is not allowed;
3. Two-color PVD design can be carried out on 2D plane structure;
4. As far as the current technical conditions are concerned, it is limited to common and regular colors, such as black, silver, gold and common rose. Two-color PVD matching selection is conducted between traditional and conventional colors such as black, silver, gold and common rose.

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