Apa itu Pelapisan PVD?

Apa itu Pelapisan PVD?

Physical Vapor Deposition (PVD), juga dikenal sebagai Vacuum Plating, muncul pada 1970-an dan menghasilkan film tipis dengan kekerasan tinggi, koefisien gesekan rendah, ketahanan aus yang baik dan stabilitas kimia. Aplikasi awal yang sukses di bidang alat HSS telah menarik banyak perhatian dari industri manufaktur di seluruh dunia, dan orang-orang mengembangkan peralatan pelapis berkinerja tinggi dan andal, sambil juga melakukan penelitian yang lebih mendalam tentang aplikasi pelapisan di karbida dan alat keramik.

Sampai saat ini, deposisi uap fisik adalah jenis proses perawatan eksterior yang paling canggih dan paling mutakhir yang tersedia.

Apa prinsip dasar pelapisan PVD?

Deposisi uap fisik adalah metode pertumbuhan reaksi fase uap fisik. Proses pengendapan dilakukan dalam kondisi vakum atau pelepasan gas tekanan rendah, yaitu dalam tubuh isotropik suhu rendah. Sumber bahan pelapis adalah bahan padat yang diuapkan atau disemprotkan untuk menghasilkan lapisan baru dari suatu bahan di permukaan substrat dengan sifat yang sama sekali berbeda dari substrat.

Ada tiga tahap utama: penguapan atau sputtering dari bahan pelapis, ekstraksi bahan, dan pengendapan bahan yang diuapkan atau disputtering untuk membentuk lapisan.

Prinsip pengendapan uap kimia mirip dengan prinsipnya, dan perbedaan utamanya adalah pada larutannya, yaitu teknologi konstruksi dengan metode kimia.

Fitur Produk Pelapisan PVD:

• Permukaan produk cerah dan mulia, dan dapat dilapisi dengan warna yang kaya.
• Dibandingkan dengan pelapisan air, lapisan film PVD memiliki kekuatan ikatan yang lebih besar, kekerasan tinggi, ketahanan gesekan, ketahanan korosi dan kinerja yang lebih stabil.
• Tidak ada zat beracun atau polusi yang dihasilkan selama proses produksi, yang ramah lingkungan
• Dengan dua karakteristik suhu rendah dan energi tinggi, dapat membentuk film di hampir semua substrat.
• Peralatan yang digunakan biasanya lebih mahal, ditambah prosesnya lebih kompleks dan lebih mahal, permukaan benda kerja harus dijaga agar tetap kering dan halus, jika tidak, efek perawatan akan terpengaruh.
• Adalah teknologi perawatan permukaan logam yang paling umum.

Fitur dari PVD Coating itu sendiri:

• Perlunya menggunakan zat padat atau cair sebagai bahan sumber untuk proses pengendapan.
• Bahan sumber mengalami proses fisik untuk memasuki fase gas
• Membutuhkan lingkungan tekanan gas yang relatif rendah.
• Tidak ada reaksi kimia yang terjadi dalam fase gas dan pada permukaan substrat.

Keuntungan Pelapisan PVD:

1. Temperatur deposisi rendah, umumnya di bawah 600 °C, yang memiliki pengaruh kecil pada kekuatan lentur material pahat.
2. Keadaan tegangan di dalam lapisan adalah tegangan tekan, yang lebih cocok untuk pelapisan alat presisi dan kompleks karbida.
3. Tidak ada polusi terhadap lingkungan, sejalan dengan tren perkembangan proses hijau dan manufaktur hijau saat ini.
4. Dengan munculnya lapisan nano, kualitas alat yang dilapisi meningkat secara signifikan, tidak hanya dengan keunggulan kekuatan ikatan tinggi, kekerasan tinggi dan ketahanan oksidasi yang baik, tetapi juga secara efektif mengontrol bentuk dan presisi tepi alat presisi.

Kekurangan Pelapisan PVD:

1. Kompleksitas peralatan pelapisan, persyaratan proses yang tinggi dan waktu pelapisan yang lama, yang membuat biaya peralatan meningkat.
2. Produksi alat dengan ketahanan benturan, kekerasan dan keseragaman yang lebih buruk, dan masa pakai yang lebih pendek daripada alat yang diproduksi secara teknis.
3. Geometri tunggal dari produk yang dilapisi, yang membatasi bidang penggunaan.
4. Kerentanan terhadap tegangan internal dan retakan mikro, karena tingkat penyusutan lapisan dan substrat yang berbeda selama pendinginan.

Kategori Teknologi Pelapisan PVD:

Saat ini, ada banyak klasifikasi yang rumit dalam industri teknologi PVD, dan tidak ada standar klasifikasi yang seragam. Klasifikasi yang kita bicarakan hari ini didasarkan pada berbagai cara ionisasi bahan target (bahan yang akan diolah). Ini terutama mencakup lapisan penguapan vakum, lapisan sputtering dan lapisan ion.

1. Deposisi Uap Vakum (PVD)

PVD sering disebut sebagai deposisi uap atau deposisi penguapan, yang merupakan proses pemanasan bahan target di bawah vakum untuk membuatnya menguap dan menyublim menjadi atom atau molekul, yang diendapkan ke permukaan benda kerja untuk membentuk film tipis. Deposisi uap vakum juga merupakan proses PVD yang paling awal, sehingga banyak orang akan menganggapnya sebagai perwakilan dari keseluruhan proses PVD, jadi perhatikan perbedaannya.

2. Pelapisan Sputter (MSD)

MSD diisi dengan argon gas inert tertentu Ar dalam lingkungan vakum, menggunakan teknologi pelepasan cahaya untuk mengionisasi argon menjadi keadaan ionik, ion argon mempercepat dan membombardir katoda di bawah aksi medan listrik, sehingga target di katoda tergagap dan diendapkan ke permukaan benda kerja untuk membentuk lapisan film.

3. Lapisan Ion (IP)

IP adalah lingkungan vakum, penggunaan berbagai teknologi pelepasan gas, target menguapkan bagian dari ionisasi atom pada saat yang sama, tetapi juga menghasilkan sejumlah besar partikel netral berenergi tinggi, disimpan di permukaan benda kerja untuk membentuk lapisan film.

Kategori Proses Pelapisan PVD:

Menurut perbedaan mekanisme fisik selama deposisi, deposisi uap fisik umumnya dibagi menjadi teknologi pelapisan penguapan vakum, pelapisan sputtering vakum, pelapisan ion dan epitaksi berkas molekul. Dalam beberapa tahun terakhir, pengembangan teknologi film tipis dan bahan film tipis telah berkembang pesat dengan pencapaian yang luar biasa, dan berdasarkan teknologi deposisi berkas ion yang ditingkatkan, teknologi deposisi EDM, teknologi deposisi uap fisik berkas elektron dan teknologi deposisi jet multilayer telah muncul satu demi satu.

1. Teknologi deposisi sinar ion yang ditingkatkan (IBED)

Deposisi sinar ion yang ditingkatkan adalah teknologi baru untuk modifikasi permukaan material yang mengintegrasikan injeksi ion dan deposisi film tipis. Ini melibatkan pencampuran pemboman dengan sinar ion energi tertentu sementara uap menyimpan lapisan untuk membentuk lapisan film monolitik atau senyawa. Selain mempertahankan keuntungan dari implantasi ion, memungkinkan pertumbuhan terus menerus dari lapisan ketebalan sewenang-wenang pada energi pemboman rendah dan sintesis lapisan senyawa dengan rasio kimia yang ideal (termasuk lapisan baru yang tidak dapat diperoleh pada suhu kamar dan tekanan) di kamar suhu atau mendekati suhu kamar. Teknologi ini memiliki keunggulan suhu proses rendah (<200 °C), ikatan yang kuat ke semua substrat, fase suhu tinggi, fase sub-suhu dan paduan amorf pada suhu kamar, kontrol komposisi kimia yang mudah, dan kontrol pertumbuhan yang mudah. proses. Kerugian utama adalah bahwa berkas ion memancarkan langsung, sehingga sulit untuk merawat permukaan dengan bentuk yang kompleks.

2. Teknologi deposisi percikan listrik (ESD)

Teknologi EDM adalah melepaskan energi listrik energi tinggi yang tersimpan dalam catu daya antara elektroda logam (anoda) dan bahan dasar logam (katoda) secara instan pada frekuensi tinggi, melalui ionisasi udara antara bahan elektroda dan bahan dasar. , membentuk saluran untuk menghasilkan zona mikro suhu tinggi dan tekanan tinggi seketika pada permukaan bahan dasar. Pada saat yang sama, bahan elektroda terionisasi meleleh dan menyusup ke bahan dasar di bawah aksi medan listrik mikro, membentuk ikatan metalurgi. Proses EDM adalah proses antara pengelasan dan sputtering atau infiltrasi elemen, lapisan deposisi logam yang dirawat dengan teknologi EDM memiliki kekerasan tinggi dan ketahanan yang baik terhadap suhu tinggi, korosi dan abrasi, dan peralatannya sederhana dan serbaguna, ikatan antara lapisan deposisi dan substratnya sangat kuat dan umumnya tidak jatuh, benda kerja tidak akan dianil atau berubah bentuk setelah perawatan, ketebalan lapisan deposisi mudah dikontrol, dan metode operasinya mudah dikuasai. Kerugian utama adalah kurangnya dukungan teoretis, dan operasinya belum mekanis dan otomatis.

3. Teknologi deposisi uap fisik berkas elektron (EB-PVD)

Teknologi deposisi uap fisik berkas elektron adalah teknik yang menggunakan berkas elektron densitas energi tinggi untuk langsung memanaskan bahan yang diuapkan, yang diendapkan pada permukaan substrat pada suhu yang lebih rendah. Teknologi ini memiliki keunggulan tingkat deposisi tinggi (laju penguapan 10kg/jam~15kg/jam), lapisan padat, kontrol komposisi kimia yang mudah dan tepat, organisasi kristal berbentuk kolom, tidak ada polusi, dan efisiensi termal yang tinggi. Kerugian dari teknologi ini adalah peralatan yang mahal dan biaya pemrosesan yang tinggi. Saat ini, teknologi ini telah menjadi hot spot untuk penelitian di berbagai negara.

4. Teknologi deposisi semprot multi-layer (MLSD)

Dibandingkan dengan teknologi pengendapan jet tradisional, fitur penting dari pengendapan jet multilayer adalah bahwa gerakan sistem penerima dan sistem wadah dapat disesuaikan sehingga proses pengendapan seragam dan lintasan tidak berulang, sehingga memperoleh permukaan endapan yang rata. Fitur utama adalah: laju pendinginan selama deposisi lebih tinggi daripada deposisi jet konvensional, dan efek pendinginan lebih baik; benda kerja berukuran besar dapat disiapkan tanpa mempengaruhi laju pendinginan; prosesnya sederhana dan mudah untuk menyiapkan benda kerja dengan akurasi dimensi tinggi dan permukaan yang seragam; tingkat deposisi tetesan tinggi; struktur mikro material seragam dan halus, dan tidak ada reaksi antarmuka yang jelas, dan sifat material lebih baik. Namun teknologi tersebut masih dalam tahap penelitian, pengembangan dan penyempurnaan, sehingga studi keteraturan lintasan pengendapannya ke permukaan benda kerja masih kurang landasan teorinya.

Lapisan PVD Bahan yang berlaku:

Selain bahan alami, bahan yang cocok untuk pelapisan vakum meliputi: logam, bahan keras dan lunak (ABS, ABS+PC, PC, dll.), bahan komposit, keramik, kaca, dll.

Perawatan permukaan pelapisan vakum yang paling umum digunakan adalah aluminium, diikuti oleh perak dan tembaga.

Perbandingan proses deposisi uap yang umum digunakan:

jenis	Prinsip	Fitur	Lingkup aplikasi
Lapisan penguapan vakum	Sublimasi penguapan	Lapisan halus, indah dan kualitas permukaan tinggi	Bahan tahan suhu tinggi
Lapisan Sputter	Sputtering Frekuensi Radio	Sumber RF, presisi tinggi, film kaku	Film metalik/non-logam, konduktif/non-konduktif
Lapisan Sputter	Penyemprotan magnetron	Kecepatan tinggi dan suhu rendah, presisi tinggi, kemurnian tinggi dan kepadatan tinggi	Film logam/konduktif
Lapisan Ion	Penguapan / Sputtering	Target tetap solid dan dapat ditempatkan di berbagai sudut dan dikontrol secara individual untuk meningkatkan efisiensi dan konsistensi ketebalan film, dengan berbagai target, kepadatan tinggi, dan daya rekat tinggi	Film tipis dari logam/senyawa/keramik/semikonduktor/superkonduktor, dll.

Temukan Teknologi Pelapisan PVD Canggih di BaiQue

Tertarik untuk meningkatkan performa dan estetika produk Anda dengan lapisan PVD mutakhir? Di BaiQue Accessories, kami bangga dengan lini produksi pelapisan listrik PVD kami yang terintegrasi penuh, yang dikembangkan dan dikelola secara cermat oleh perusahaan kami sendiri. Hal ini memungkinkan kami menawarkan kontrol kualitas dan penyesuaian yang tak tertandingi di setiap langkah proses pelapisan. Mulai dari perhiasan rumit hingga suku cadang mesin yang kokoh, fasilitas canggih kami dilengkapi untuk menangani beragam kebutuhan dengan presisi dan keunggulan. Hubungi kami untuk mengetahui bagaimana solusi pelapisan PVD menyeluruh kami dapat mengubah produk Anda. Rasakan perbedaan BaiQue hari ini.