Што такое PVD пакрыццё?

Што такое PVD пакрыццё?

Фізічнае асаджэнне з паравой фазы (PVD), таксама вядомае як вакуумнае пакрыццё, з'явілася ў 1970-х і вырабляла тонкія плёнкі з высокай цвёрдасцю, нізкім каэфіцыентам трэння, добрай зносаўстойлівасцю і хімічнай стабільнасцю. Першапачатковае паспяховае прымяненне ў галіне HSS інструментаў прыцягнула вялікую ўвагу з боку апрацоўчай прамысловасці ва ўсім свеце, і людзі распрацоўваюць высокапрадукцыйнае і высоканадзейнае абсталяванне для нанясення пакрыццяў, а таксама праводзяць больш глыбокія даследаванні прымянення пакрыццяў у цвёрдасплаўныя і керамічныя інструменты.

На сённяшні дзень фізічнае асаджэнне з паравой фазы з'яўляецца самым складаным і самым высокім класам віду працэсу апрацоўкі вонкавых паверхняў.

Які асноўны прынцып PVD-пакрыцця?

Фізічнае асаджэнне з паравай фазы - гэта фізічны метад росту па рэакцыі паравой фазы. Працэс напылення ажыццяўляецца ва ўмовах вакууму або газавага разраду нізкага ціску, гэта значыць у нізкатэмпературным ізатропным целе. Крыніцай матэрыялу для пакрыцця з'яўляецца цвёрды матэрыял, які выпараецца або распыляецца для атрымання новага пакрыцця з матэрыялу на паверхні падкладкі з цалкам адрознымі ўласцівасцямі ад падкладкі.

Ёсць тры асноўныя стадыі: выпарэнне або напыленне матэрыялу пакрыцця, выманне матэрыялу і асаджэнне выпаранага або распыленага матэрыялу для фарміравання пакрыцця.

Прынцып хімічнага нанясення з парнай фазы падобны на яго прынцып, а галоўнае адрозненне заключаецца ў рашэнні, якім з'яўляецца тэхналогія будаўніцтва хімічным метадам.

Асаблівасці PVD-пакрыццяў:

• Паверхню вырабы яркая і высакародная, можа пакрывацца насычанымі фарбамі.
• У параўнанні з вадзяным пакрыццём пласт плёнкі PVD мае большую сілу склейвання, высокую цвёрдасць, устойлівасць да трэння, каразійную ўстойлівасць і больш стабільную працу.
• У працэсе вытворчасці не ўтвараюцца таксічныя або забруджвальныя рэчывы, што з'яўляецца чыстым для навакольнага асяроддзя
• Маючы дзве характарыстыкі: нізкую тэмпературу і высокую энергію, ён можа ўтвараць плёнку практычна на любой падкладцы.
• Калі выкарыстоўваецца звычайна даражэйшае абсталяванне, плюс працэс больш складаны і даражэйшы, паверхня нарыхтоўкі павінна заставацца сухой і гладкай, інакш эфект апрацоўкі будзе пагаршацца
• З'яўляецца самай распаўсюджанай тэхналогіяй апрацоўкі паверхні металу.

Асаблівасці самога PVD пакрыцця:

• Неабходнасць выкарыстання цвёрдага або расплаўленага рэчыва ў якасці зыходнага матэрыялу для працэсу нанясення.
• Зыходны матэрыял падвяргаецца фізічным працэсам, каб перайсці ў газавую фазу
• Патрабуецца адносна нізкі ціск газу.
• Ніякіх хімічных рэакцый у газавай фазе і на паверхні падкладкі не адбываецца.

Перавагі PVD пакрыцця:

1. Нізкія тэмпературы нанясення, як правіла, ніжэй за 600°C, якія мала ўплываюць на трываласць матэрыялу інструмента на выгіб.
2. Напружаны стан унутры пакрыцця - гэта напружанне сціску, якое больш падыходзіць для пакрыцця цвёрдасплаўных дакладных і складаных інструментаў.
3. Адсутнасць забруджвання навакольнага асяроддзя ў адпаведнасці з сучаснай тэндэнцыяй развіцця экалагічных працэсаў і экалагічна чыстай вытворчасці.
4. З з'яўленнем нанапакрыццяў якасць інструментаў з пакрыццём значна палепшылася не толькі дзякуючы перавагам высокай трываласці злучэння, высокай цвёрдасці і добрай устойлівасці да акіслення, але і эфектыўнаму кантролю формы і дакладнасці кантаў прэцызійных інструментаў.

Недахопы PVD пакрыцця:

1. Складанасць абсталявання для нанясення пакрыццяў, высокія тэхналагічныя патрабаванні і працяглы час нанясення пакрыццяў павялічваюць кошт інструментаў.
2. Вытворчасць інструментаў з меншай ударатрываласцю, цвёрдасцю і аднастайнасцю і меншым тэрмінам службы, чым інструменты тэхнічнай вытворчасці.
3. Адзіная геаметрыя вырабу з пакрыццём, што абмяжоўвае вобласць выкарыстання.
4. Ўспрымальнасць да ўнутраных нагрузак і мікротрэшчыны з-за рознай хуткасці ўсаджвання пакрыцця і падкладкі пры астыванні.

Катэгорыя тэхналогіі нанясення PVD пакрыццяў:

У цяперашні час існуе шмат складаных класіфікацый у галіне тэхналогій PVD, і няма адзінага стандарту класіфікацыі. Класіфікацыя, пра якую мы сёння гаворым, заснавана на розных спосабах іянізацыі мэтавага матэрыялу (матэрыялу, які падлягае апрацоўцы). У асноўным гэта пакрыццё вакуумным выпарваннем, напыленнем і іённым пакрыццём.

1. Вакуумнае нанясенне з паравой фазы (PVD)

PVD часта называюць нанясеннем з паравай фазы або нанясеннем з выпарвання, які ўяўляе сабой працэс награвання мэтавага матэрыялу ў вакууме, каб прымусіць яго выпарыць і сублімаваць у атамы або малекулы, якія асаджваюцца на паверхню нарыхтоўкі з адукацыяй тонкай плёнкі. Вакуумнае нанясенне з паравой фазы таксама з'яўляецца самым раннім працэсам PVD, таму многія людзі будуць лічыць яго прадстаўніком усяго працэсу PVD, таму звярніце ўвагу на адрозненне.

2. Напыленне (MSD)

MSD напаўняецца пэўным інэртным газам аргонам Ar у вакуумным асяроддзі з выкарыстаннем тэхналогіі тлеючага разраду для іянізацыі аргону ў іённы стан, іёны аргону паскараюць і бамбардзіруюць катод пад дзеяннем электрычнага поля, так што мішэнь на катодзе распыляецца ўніз і наносіцца на паверхню нарыхтоўкі з адукацыяй плёнкавага пласта.

3. Іённае пакрыццё (IP)

IP з'яўляецца вакуумнай асяроддзі, выкарыстанне розных газаразрадных тэхналогій, мэта выпараецца частка іянізацыі атама ў той жа час, але і генераваць вялікую колькасць высокаэнергетычных нейтральных часціц, асаджаных на паверхні нарыхтоўкі, каб сфармаваць пласт плёнкі.

Катэгорыя працэсу нанясення PVD пакрыцця:

У адпаведнасці з розніцай фізічнага механізму падчас нанясення, фізічнае нанясенне з парнай фазы звычайна падзяляецца на тэхналогію нанясення пакрыццяў вакуумным напыленнем, нанясенне пакрыцця вакуумным напыленнем, іённае пакрыццё і малекулярна-прамянёвую эпітаксію. У апошнія гады развіццё тонкаплёнкавых тэхналогій і тонкаплёнкавых матэрыялаў хутка прагрэсавала з выдатнымі дасягненнямі, і на аснове арыгінальнай тэхналогіі нанясення іённага прамяня, тэхналогіі нанясення EDM, тэхналогіі фізічнага нанясення электроннага прамяня з паравай фазы і адна за адной з'яўляліся тэхналогіі шматслойнага струйнага нанясення.

1. Тэхналогія ўзмоцненага нанясення іённага прамяня (IBED)

Нанясенне з узмоцненым іённым прамянём - гэта новая тэхналогія мадыфікацыі паверхні матэрыялаў, якая аб'ядноўвае ўпырск іёнаў і нанясенне тонкай плёнкі. Ён уключае змешванне бамбардзіроўкай іённымі пучкамі пэўнай энергіі падчас нанясення пакрыцця з паравой парай для фарміравання маналітных або складаных слаёў плёнкі. У дадатак да захавання пераваг іённай імплантацыі, яна дазваляе бесперапынна расці слаёў адвольнай таўшчыні пры нізкай энергіі бамбардзіроўкі і сінтэзаваць слаі злучэнняў з ідэальнымі хімічнымі суадносінамі (уключаючы новыя пласты, якія немагчыма атрымаць пры пакаёвай тэмпературы і ціску) пры пакаёвай тэмпературы або блізкай да пакаёвай. Гэтая тэхналогія мае такія перавагі, як нізкая тэмпература працэсу (<200°C), трывалая сувязь з усімі падкладкамі, высокатэмпературная фаза, нізкатэмпературная фаза і аморфны сплаў пры пакаёвай тэмпературы, лёгкі кантроль хімічнага складу і зручны кантроль росту працэс. Асноўным недахопам з'яўляецца тое, што іённы пучок з'яўляецца прамым выпраменьваннем, таму апрацоўваць паверхні складанай формы складана.

2. Тэхналогія электраіскравага нанясення (ESD)

Тэхналогія EDM заключаецца ў імгненным вызваленні электрычнай энергіі высокай энергіі, назапашанай у крыніцы харчавання паміж металічным электродам (анодам) і металічным матэрыялам асновы (катодам) на высокай частаце шляхам іянізацыі паветра паміж матэрыялам электрода і матэрыялам асновы. , утвараючы канал для стварэння імгненнай мікразоны высокай тэмпературы і высокага ціску на паверхні асноўнага матэрыялу. У той жа час іянізаваны матэрыял электрода плавіцца і пранікае ў асноўны матэрыял пад дзеяннем мікраэлектрычнага поля, утвараючы металургічную сувязь. Працэс EDM - гэта працэс паміж зваркай і напыленнем або інфільтрацыяй элементаў, пласт нанясення металу, апрацаваны з дапамогай тэхналогіі EDM, мае высокую цвёрдасць і добрую ўстойлівасць да высокай тэмпературы, карозіі і ізаляцыі, а абсталяванне простае і ўніверсальнае, сувязь паміж пластом нанясення а падкладка вельмі трывалая і звычайна не адвальваецца, нарыхтоўка не будзе адпаленая або дэфармаваная пасля апрацоўкі, таўшчыню пласта нанясення лёгка кантраляваць, а метад працы лёгка асвоіць. Галоўны недахоп - адсутнасць тэарэтычнага забеспячэння, аперацыя яшчэ не механізавана і не аўтаматызавана.

3. Электронна-прамянёвая тэхналогія фізічнага нанясення з паравай фазы (EB-PVD)

Электронна-прамянёвая тэхналогія фізічнага нанясення з паравай фазы - гэта метад, які выкарыстоўвае электронны прамень высокай шчыльнасці энергіі для непасрэднага нагрэву выпаранага матэрыялу, які асаджваецца на паверхні падкладкі пры больш нізкай тэмпературы. Гэтая тэхналогія мае такія перавагі, як высокая хуткасць нанясення (10 кг/г ~ 15 кг/г хуткасць выпарэння), шчыльнае пакрыццё, лёгкі і дакладны кантроль хімічнага складу, столбчатая арганізацыя крышталяў, адсутнасць забруджвання і высокая цеплавая эфектыўнасць. Недахопы гэтай тэхналогіі - дарагое абсталяванне і высокі кошт апрацоўкі. У цяперашні час гэтая тэхналогія стала гарачай кропкай для даследаванняў у розных краінах.

4. Тэхналогія шматслойнага распылення (MLSD)

У параўнанні з традыцыйнай тэхналогіяй струйнога нанясення, важнай асаблівасцю шматслойнага струйнага нанясення з'яўляецца тое, што рух прыёмнай сістэмы і тыгельнай сістэмы можна рэгуляваць такім чынам, каб працэс нанясення быў раўнамерным і траекторыя не паўтаралася, атрымліваючы такім чынам роўную нанесеную паверхню. Асноўныя характарыстыкі: хуткасць астуджэння падчас нанясення вышэй, чым пры звычайным струйным нанясенні, і эфект астуджэння лепш; магчымасць падрыхтоўкі буйнагабарытных нарыхтовак без уплыву на хуткасць астуджэння; працэс просты і лёгкі ў падрыхтоўцы нарыхтовак з высокай дакладнасцю памераў і аднастайнай паверхняй; хуткасць аблогі кропель высокая; мікраструктура матэрыялу аднастайная і тонкая, і няма відавочнай рэакцыі на паверхні паверхні, і ўласцівасці матэрыялу лепш. Аднак тэхналогія ўсё яшчэ знаходзіцца ў стадыі даследаванняў, распрацовак і ўдасканалення, таму вывучэнне заканамернасцяў траекторыі яе нанясення на паверхню нарыхтоўкі пакуль не мае тэарэтычнай базы.

Пакрыццё PVD. Дастасавальныя матэрыялы:

У дадатак да натуральных матэрыялаў, прыдатныя для вакуумнага пакрыцця матэрыялы ўключаюць: металы, цвёрдыя і мяккія матэрыялы (АБС, АБС+ПК, ПК і г.д.), кампазітныя матэрыялы, кераміку, шкло і г.д.

Найбольш часта выкарыстоўваецца апрацоўка паверхні вакуумным пакрыццём алюмініем, за якім ідуць срэбра і медзь.

Параўнанне звычайна выкарыстоўваюцца працэсаў нанясення з паравай фазы:

Тыпы	Прынцып	Асаблівасці	вобласць прымянення
Пакрыццё вакуумным выпарваннем	Сублімацыя выпарвання	Гладкае, прыгожае пакрыццё і высокая якасць паверхні	Матэрыялы, устойлівыя да высокіх тэмператур
Напыленне	Радыёчастотнае напыленне	Крыніца ВЧ, высокая дакладнасць, цвёрдая плёнка	Металічныя/неметалічныя, токаправодныя/неправодныя плёнкі
Напыленне	Магнетроннае распыленне	Высокая хуткасць і нізкая тэмпература, высокая дакладнасць, высокая чысціня і высокая шчыльнасць	Метал/праводная плёнка
Іённае пакрыццё	Выпарэнне / распыленне	Мішэнь застаецца цвёрдай і можа размяшчацца пад рознымі вугламі і кантралявацца індывідуальна для павышэння эфектыўнасці і стабільнасці таўшчыні плёнкі, з шырокім дыяпазонам мішэняў, высокай шчыльнасцю і высокай адгезіяй	Тонкія плёнкі металаў/злучэнняў/керамікі/паўправаднікоў/звышправаднікоў і г.д.

Адкрыйце для сябе перадавую тэхналогію PVD-пакрыццяў у BaiQue

Зацікаўлены ў павышэнні прадукцыйнасці і эстэтыкі вашага прадукту з дапамогай найноўшага PVD-пакрыцця? У BaiQue Accessories мы ганарымся нашай цалкам інтэграванай вытворчай лініяй для нанясення гальванічных пакрыццяў PVD, старанна распрацаванай і кіраванай унутры кампаніі. Гэта дазваляе нам прапаноўваць беспрэцэдэнтны кантроль якасці і наладжванне на кожным этапе працэсу нанясення пакрыцця. Ад складаных ювелірных упрыгожванняў да надзейных дэталяў рухавіка, наша сучаснае абсталяванне абсталявана для выканання розных патрабаванняў з дакладнасцю і дасканаласцю. Звяжыцеся з намі, каб даведацца, як нашы скразныя рашэнні для PVD-пакрыццяў могуць змяніць вашу прадукцыю. Адчуйце розніцу BaiQue сёння.