不鏽鋼鍍膜真空塗層技術的發展

不鏽鋼鍍膜真空塗層技術的發展

       真空塗層技術起步時間不長，國際上在上世紀六十年代才出現將 CVD（化學氣相沉積）技術應用於硬質合金刀具上。由於該技術需在高溫下進行（工藝溫度高於 1000ºC），塗層種類單一，局限性很大，起初並未得到推廣。到了上世紀七十年代末，開始出現 PVD（物理氣相沉積）技術，之後在短短的二、三十年間 PVD 塗層技術得到迅猛發展，究其原因：其在真空密封的腔體內成膜，幾乎無任何環境汙染問題，有利於環保；其能得到光亮、華貴的表麵，在顏色上，不鏽鋼鍍膜成熟的有七彩色、銀色、透明色、金黃色、黑色、以及由金黃色到黑色之間的任何一種顏色，能夠滿足裝飾性的各種需要；可以輕鬆得到其他方法難以獲得的高硬度、高耐磨性的陶瓷塗層、複合塗層，應用在工裝、模具上麵，可以使壽命成倍提高，較好地實現了低成本、高收益的效果；此外，PVD 塗層技術具有低溫、高能兩個特點，幾乎可以在任何基材上成膜，因此，應用範圍十分廣闊，其發展神速也就不足為奇。

       不鏽鋼鍍膜真空塗層技術發展到了今天還出現了 PCVD（物理化學氣相沉積）、MT-CVD（中溫化學氣相沉積）等新技術，各種塗層設備、各種塗層工藝層出不窮。目前較為成熟的 PVD 方法主要有多弧鍍與磁控濺射鍍兩種方式。多弧鍍設備結構簡單，容易操作。多弧鍍的不足之處是，在用傳統的 DC 電源做低溫塗層條件下，當塗層厚度達到 0.3 um 時，沉積率與反射率接近，成膜變得非常困難。而且，薄膜表麵開始變朦。多弧鍍另一個不足之處是，由於金屬是熔後蒸發，因此沉積顆粒較大，致密度低，耐磨性比磁控濺射法成膜差。可見，多弧鍍膜與磁控濺射法鍍膜各有優劣，為了盡可能地發揮它們各自的優越性，實現互補，將多弧技術與磁控技術合而為一的塗層機應運而生。在工藝上出現了多弧鍍打底，然後利用磁控濺射法增厚塗層，最後再利用多弧鍍達到最終穩定的表麵塗層顏色的新方法。

       不鏽鋼鍍膜技術原理：PVD (Physical Vapor Deposition) 即物理氣相沉積，分為：真空蒸發鍍膜、真空濺射鍍膜和真空離子鍍膜。盘他app直播通常所說的 PVD 鍍膜，指的就是真空離子鍍膜和真空濺射鍍；不鏽鋼鍍膜通常說的 NCVM 鍍膜，就是指真空蒸發鍍膜。真空蒸鍍基本原理：在真空條件下，使金屬、金屬合金等蒸發，然後沉積在基體表麵上，蒸發的方法常用電阻加熱，電子束轟擊鍍料，使蒸發成氣相，然後沉積在基體表麵，曆史上，真空蒸鍍是 PVD 法中使用最早的技術。濺射鍍膜基本原理：充氬（Ar）氣的真空條件下，使氬氣進行輝光放電，這時氬（Ar）原子電離成氬離子（Ar），氬離子在電場力的作用下，加速轟擊以鍍料製作的陰極靶材，靶材會被濺射出來而沉積到工件表麵。濺射鍍膜中的入射離子，一般采用輝光放電獲得，在 l0 -2 Pa～10Pa 範圍，所以濺射出來的粒子在飛向基體過程中，易和真空室中的氣體分子發生碰撞，使運動方向隨機，沉積的膜易於均勻。離子鍍基本原理：在真空條件下，采用某種等離子體電離技術，使鍍料原子部分電離成離子，同時產生許多高能量的中性原子，在被鍍基體上加負偏壓。這樣在深度負偏壓的作用下，離子沉積於基體表麵形成薄膜。不鏽鋼鍍膜PVD技術的工藝步驟：清洗工件：接通直流電源，氬氣進行輝光放電為氬離子，氬離子轟擊工件表麵，工件表層粒子和髒物被轟濺拋出；鍍料的氣化：即通入交流電後，使鍍料蒸發氣化。

       不鏽鋼鍍膜的鍍料離子的遷移：由氣化源供出原子、分子或離子經過碰撞以及高壓電場後，高速衝向工件；鍍料原子、分子或離子在基體上沉積：工件表麵上的蒸發料離子超過濺失離子的數量時，則逐漸堆積形成一層牢固粘附於工件表麵的鍍層。離子鍍時，蒸發料粒子電離後具有三千到五千電子伏特的動能，高速轟擊工件時，不但沉積速度快，而且能夠穿透工件表麵，形成一種注入基體很深的擴散層，離子鍍的界麵擴散深度可達四至五微米，也就是說比普通真空鍍膜的擴散深度要深幾十倍，甚至上百倍，因而彼此粘附得特別牢。

不鏽鋼鍍膜產品性能優勢

        不鏽鋼鍍膜技術特點：PVD膜層能直接鍍在不鏽鋼以及硬質合金上，對比較軟的鋅合金、銅、鐵等壓鑄件應先進行化學電鍍鉻，然後才適合鍍 PVD，但是水鍍後做 PVD 容易起泡，不良率較高；典型的PVD塗層加工溫度在 250 ℃ ~ 450 ℃之間；塗層種類和厚度決定工藝時間，一般工藝時間為3~6小時；PVD鍍膜膜層的厚度為微米級，厚度較薄，一般為0.3μm～5μm，其中裝飾鍍膜膜層的厚度一般為0.3μm~1μm，因此可以在幾乎不影響工件原來尺寸的情況下提高工件表麵的各種物理性能和化學性能，並能夠維持工件尺寸基本不變，鍍後不須再加工。PVD技術不僅提高了鍍膜與基體材料的結合強度，塗層成分也由第一代的TiN發展為TiC、TiCN、ZrN、CrN、MoS2、TiAlN、TiAlCN、TiN-AlN、CNx、DLC和ta-C等多元複合塗層，形成不同的顏色的表麵效果。目前能夠做出的膜層的顏色有深金黃色，淺金黃色，咖啡色，古銅色，灰色，黑色，灰黑色，七彩色等。通過控製鍍膜過程中的相關參數，可以控製鍍出的顏色；鍍膜結束後可以用相關的儀器對顏色值進行測量，使顏色得以量化，以確定所鍍出的顏色是否滿足要求。