Što je PVD premaz?

Što je PVD premaz?

Physical Vapor Deposition (PVD), također poznat kao Vacuum Plating, pojavio se 1970-ih i proizvodio je tanke filmove visoke tvrdoće, niskog koeficijenta trenja, dobre otpornosti na trošenje i kemijske stabilnosti. Početna uspješna primjena na području HSS alata privukla je veliku pažnju proizvodnih industrija diljem svijeta, a ljudi razvijaju visokoučinkovitu i visokopouzdanu opremu za premazivanje, dok također provode dublja istraživanja o primjeni premaza u alati od tvrdog metala i keramike.

Od danas je fizičko taloženje parom najsofisticiranija i vrhunska vrsta dostupnog postupka vanjske obrade.

Koji je osnovni princip PVD premaza?

Fizičko taloženje iz parne faze fizikalna je metoda rasta reakcije u parnoj fazi. Proces taloženja provodi se u uvjetima vakuuma ili plinskog pražnjenja niskog tlaka, tj. u niskotemperaturnom izotropnom tijelu. Izvor materijala za premaz je čvrsti materijal koji se isparava ili raspršuje kako bi se proizveo novi premaz od materijala na površini supstrata s potpuno drugačijim svojstvima od supstrata.

Postoje tri glavne faze: isparavanje ili raspršivanje materijala za oblaganje, ekstrakcija materijala i taloženje isparenog ili raspršenog materijala kako bi se formirao premaz.

Princip kemijskog taloženja parom sličan je njegovom principu, a glavna razlika je u rješenju, a to je tehnologija gradnje kemijskom metodom.

Značajke proizvoda za PVD premaze:

• Površina proizvoda je svijetla i plemenita, a može se premazati bogatim bojama.
• U usporedbi s vodenim galvaniziranjem, sloj PVD filma ima veću snagu vezivanja, visoku tvrdoću, otpornost na trenje, otpornost na koroziju i stabilnije performanse.
• Tijekom proizvodnog procesa ne proizvode se otrovne niti zagađujuće tvari, što je prijateljski prema okolišu
• S dvije karakteristike, niskom temperaturom i visokom energijom, može stvoriti film na gotovo svakoj podlozi.
• Ako je oprema koja se koristi obično skuplja, a proces je složeniji i skuplji, površina obratka mora se održavati suhom i glatkom, inače će učinak obrade biti smanjen.
• Je najčešća tehnologija obrade metalne površine.

Značajke samog PVD premaza:

• Potreba za korištenjem čvrste ili rastaljene tvari kao izvornog materijala za proces taloženja.
• Izvorni materijal se podvrgava fizičkim procesima kako bi prešao u plinovitu fazu
• Zahtijeva okolinu s relativno niskim tlakom plina.
• U plinskoj fazi i na površini supstrata ne dolazi do kemijskih reakcija.

Prednosti PVD premaza:

1. Niske temperature taloženja, općenito ispod 600°C, koje imaju mali učinak na savojnu čvrstoću materijala alata.
2. Stanje naprezanja unutar prevlake je tlačno naprezanje, koje je prikladnije za prevlaku preciznih i složenih alata od karbida.
3. Ne zagađuje okoliš, u skladu s trenutnim trendom razvoja zelenih procesa i zelene proizvodnje.
4. S pojavom nano-prevlaka, kvaliteta premazanih alata značajno je poboljšana, ne samo s prednostima visoke čvrstoće spoja, visoke tvrdoće i dobre otpornosti na oksidaciju, već i učinkovitom kontrolom oblika i preciznosti preciznih rubova alata.

Nedostaci PVD premaza:

1. Složenost opreme za premazivanje, visoki zahtjevi procesa i dugo vrijeme premazivanja, povećavaju cijenu alata.
2. Izrada alata slabije udarne otpornosti, tvrdoće i ujednačenosti te kraćeg vijeka trajanja od tehnički proizvedenih alata.
3. Jednostruka geometrija premazanog proizvoda, koja ograničava područje uporabe.
4. Podložnost unutarnjim naprezanjima i mikropukotinama, zbog različitih brzina skupljanja premaza i podloge tijekom hlađenja.

Kategorija tehnologije PVD premaza:

Trenutno postoje mnoge komplicirane klasifikacije u industriji PVD tehnologije, a ne postoji jedinstven standard klasifikacije. Klasifikacija o kojoj danas govorimo temelji se na različitim načinima ionizacije ciljnog materijala (materijala koji se tretira). Uglavnom uključuje premaz vakuumskim isparavanjem, premaz raspršivanjem i ionski premaz.

1. Taloženje vakuumskom parom (PVD)

PVD se često naziva taloženje parom ili taloženje isparavanjem, što je proces zagrijavanja ciljanog materijala pod vakuumom kako bi ispario i sublimirao u atome ili molekule, koji se talože na površinu obratka kako bi formirali tanki film. Taloženje vakuumskom parom također je najraniji PVD proces, tako da će ga mnogi ljudi uzeti kao predstavnika cijelog PVD procesa, stoga obratite pozornost na razliku.

2. Premaz raspršivanjem (MSD)

MSD je ispunjen određenim inertnim plinom argonom Ar u vakuumskom okruženju, koristeći tehnologiju tinjajućeg pražnjenja za ionizaciju argona u ionsko stanje, ion argona ubrzava i bombardira katodu pod djelovanjem električnog polja, tako da se meta na katodi raspršuje prema dolje i nanesena na površinu izratka kako bi se formirao sloj filma.

3. Ionski premaz (IP)

IP je vakuumsko okruženje, korištenje različitih tehnologija plinskog pražnjenja, ciljni ispareni dio atoma ionizacije u isto vrijeme, ali također generira veliki broj visokoenergetskih neutralnih čestica, taloženih na površini obratka kako bi se formirao sloj filma.

Kategorija postupka PVD premaza:

Prema razlikama u fizičkom mehanizmu tijekom taloženja, fizičko taloženje iz pare općenito se dijeli na tehnologiju nanošenja premaza vakuumskim isparavanjem, nanošenje premaza vakuumskim raspršivanjem, ionsko nanošenje i epitaksiju molekularnim snopom. Posljednjih godina, razvoj tehnologije tankog filma i tankoslojnih materijala brzo je napredovao s izvanrednim postignućima, a na temelju izvorne tehnologije taloženja poboljšane ionskim snopom, EDM tehnologije taloženja, tehnologije fizičkog taloženja pomoću elektronskog snopa i višeslojne tehnologije taloženja mlazom pojavile su se jedna za drugom.

1. Tehnologija taloženja poboljšanog ionskom zrakom (IBED)

Taloženje poboljšano ionskim snopom nova je tehnologija za površinsku modifikaciju materijala koja integrira ubrizgavanje iona i taloženje tankog filma. Uključuje miješanje bombardiranjem s ionskim zrakama određene energije dok se prevlaka nanosi parom kako bi se formirali monolitni ili složeni filmski slojevi. Osim zadržavanja prednosti ionske implantacije, omogućuje kontinuirani rast slojeva proizvoljne debljine pri niskoj energiji bombardiranja i sintezu složenih slojeva s idealnim kemijskim omjerima (uključujući nove slojeve koji se ne mogu dobiti pri sobnoj temperaturi i tlaku) pri sobnoj temperaturi ili blizu sobne temperature. Ova tehnologija ima prednosti niske procesne temperature (<200°C), snažnog vezivanja za sve podloge, visokotemperaturne faze, nižetemperaturne faze i amorfne legure na sobnoj temperaturi, jednostavne kontrole kemijskog sastava i prikladne kontrole rasta postupak. Glavni nedostatak je što je ionska zraka izravna emisija, pa je teško obraditi površine složenih oblika.

2. Tehnologija taloženja električnom iskrom (ESD)

EDM tehnologija oslobađa električnu energiju visoke energije pohranjenu u napajanju između metalne elektrode (anode) i metalnog osnovnog materijala (katode) trenutno na visokoj frekvenciji, kroz ionizaciju zraka između elektrodnog materijala i osnovnog materijala. , formirajući kanal za stvaranje trenutne mikrozone visoke temperature i visokog tlaka na površini osnovnog materijala. U isto vrijeme, ionizirani materijal elektrode se topi i infiltrira u osnovni materijal pod djelovanjem mikroelektričnog polja, stvarajući metaluršku vezu. EDM proces je proces između zavarivanja i raspršivanja ili infiltracije elemenata, sloj taloženja metala tretiran EDM tehnologijom ima visoku tvrdoću i dobru otpornost na visoke temperature, koroziju i abraziju, a oprema je jednostavna i svestrana, veza između sloja taloženja a supstrat je vrlo čvrst i općenito ne otpada, obradak se neće žariti ili deformirati nakon obrade, debljinu sloja taloženja lako je kontrolirati, a metodu rada lako je svladati. Glavni nedostatak je nedostatak teorijske potpore, a operacija još nije mehanizirana i automatizirana.

3. Tehnologija fizičkog taloženja putem elektroničkog snopa (EB-PVD)

Tehnologija fizičkog taloženja iz pare elektronskim snopom je tehnika koja koristi snop elektrona visoke gustoće energije za izravno zagrijavanje isparenog materijala, koji se taloži na površinu supstrata na nižoj temperaturi. Ova tehnologija ima prednosti visoke brzine taloženja (10 kg/h ~ 15 kg/h stope isparavanja), gustog premaza, jednostavne i precizne kontrole kemijskog sastava, organizacije kristala u obliku stupaca, bez zagađenja i visoke toplinske učinkovitosti. Nedostaci ove tehnologije su skupa oprema i visoki troškovi obrade. Trenutno je ova tehnologija postala žarište istraživanja u raznim zemljama.

4. Višeslojna tehnologija taloženja raspršivanjem (MLSD)

U usporedbi s tradicionalnom tehnologijom taloženja mlazom, važna značajka višeslojnog taloženja mlazom je da se kretanje sustava prijemnika i sustava lončića može prilagoditi tako da je proces taloženja ujednačen i da se putanja ne ponavlja, čime se dobiva ravna taložena površina. Glavne značajke su: brzina hlađenja tijekom taloženja veća je od one kod konvencionalnog taloženja mlazom, a učinak hlađenja je bolji; obradaci velikih dimenzija mogu se pripremiti bez utjecaja na brzinu hlađenja; postupak je jednostavan i lak za pripremu obradaka s visokom preciznošću dimenzija i jednoličnom površinom; stopa taloženja kapljica je visoka; mikrostruktura materijala je ujednačena i fina, nema očigledne međufazne reakcije, a svojstva materijala su bolja. Međutim, tehnologija je još uvijek u fazi istraživanja, razvoja i usavršavanja, tako da proučavanje pravilnosti trajektorije njegovog taloženja na površinu izratka još uvijek nema teoretsku osnovu.

PVD premaz Primjenjivi materijali:

Osim prirodnih materijala, materijali pogodni za vakumiranje su: metali, tvrdi i meki materijali (ABS, ABS+PC, PC itd.), kompozitni materijali, keramika, staklo itd.

Najčešće korišteni površinski tretman za vakuumiranje je aluminij, zatim srebro i bakar.

Usporedba uobičajeno korištenih postupaka taloženja parom:

Tipovi	Načelo	Značajke	Opseg primjene
Vakuumski premaz za isparavanje	Sublimacija isparavanjem	Glatki, lijepi premaz i visoka kvaliteta površine	Materijali otporni na visoke temperature
Premaz raspršivanjem	Radiofrekvencijsko raspršivanje	RF izvor, visoka preciznost, kruti film	Metalni/nemetalni, vodljivi/nevodljivi filmovi
Premaz raspršivanjem	Magnetronsko raspršivanje	Velika brzina i niska temperatura, visoka preciznost, visoka čistoća i velika gustoća	Metal/vodljivi film
Ionski premaz	Isparavanje / raspršivanje	Meta ostaje čvrsta i može se postaviti pod više kutova i pojedinačno kontrolirati kako bi se poboljšala učinkovitost i dosljednost debljine filma, sa širokim rasponom meta, velikom gustoćom i visokim prianjanjem	Tanki slojevi metala/spojeva/keramike/poluvodiča/supravovodiča itd.

Otkrijte naprednu tehnologiju PVD premaza u BaiQueu

Zainteresirani ste za poboljšanje performansi i estetike vašeg proizvoda s vrhunskim PVD premazom? U BaiQue Accessories ponosimo se našom potpuno integriranom proizvodnom linijom za PVD galvanizaciju, pažljivo razvijenom i kojom upravljamo unutar tvrtke. To nam omogućuje da ponudimo neusporedivu kontrolu kvalitete i prilagodbu u svakom koraku procesa premazivanja. Od zamršenih komada nakita do robusnih dijelova motora, naša vrhunska postrojenja opremljena su za precizno i ​​izvrsno rješavanje različitih zahtjeva. Povežite se s nama kako biste istražili kako naša cjelovita rješenja PVD premaza mogu transformirati vaše proizvode. Doživite BaiQue razliku danas.