PVD Kaplama Nedir?

PVD Kaplama Nedir?

Vakum Kaplama olarak da bilinen Fiziksel Buhar Biriktirme (PVD), 1970'lerde ortaya çıktı ve yüksek sertlik, düşük sürtünme katsayısı, iyi aşınma direnci ve kimyasal stabiliteye sahip ince filmler üretti. HSS araçları alanındaki ilk başarılı uygulama, tüm dünyadaki imalat endüstrilerinden büyük ilgi gördü ve insanlar yüksek performanslı ve yüksek güvenilirliğe sahip kaplama ekipmanları geliştirirken, aynı zamanda kaplama uygulamaları hakkında daha derinlemesine araştırmalar yapıyorlar. karbür ve seramik aletler.

Bugün itibariyle, fiziksel buhar biriktirme, mevcut en karmaşık ve en üst düzey dış arıtma prosesidir.

PVD kaplamanın temel prensibi nedir?

Fiziksel buhar biriktirme, fiziksel bir buhar fazı reaksiyon büyüme yöntemidir. Biriktirme işlemi, vakum veya düşük basınçlı gaz boşaltma koşulları altında, yani düşük sıcaklıkta izotropik bir gövdede gerçekleştirilir. Kaplamanın malzeme kaynağı, alt tabakanın yüzeyinde alt tabakadan tamamen farklı özelliklere sahip yeni bir malzeme kaplaması üretmek için buharlaştırılan veya püskürtülen katı bir malzemedir.

Üç ana aşama vardır: kaplama malzemesinin buharlaştırılması veya püskürtülmesi, malzeme ekstraksiyonu ve kaplamayı oluşturmak için buharlaştırılan veya püskürtülen malzemenin biriktirilmesi.

Kimyasal buhar biriktirme ilkesi, ilkesine benzer ve temel fark, kimyasal yöntemle yapım teknolojisi olan çözümdedir.

PVD Kaplama Ürünlerinin Özellikleri:

• Ürünün yüzeyi parlak ve asildir ve zengin renklerle kaplanabilir.
• Su kaplama ile karşılaştırıldığında, PVD film tabakası daha fazla bağlanma kuvvetine, yüksek sertliğe, sürtünme direncine, korozyon direncine ve daha kararlı performansa sahiptir.
• Üretim sürecinde çevre dostu olan hiçbir toksik veya kirletici madde üretilmez.
• Düşük sıcaklık ve yüksek enerji olmak üzere iki özelliği ile hemen hemen her alt tabaka üzerinde bir film oluşturabilir.
• Kullanılan ekipman genellikle daha pahalıysa, ayrıca işlem daha karmaşık ve daha pahalıysa, iş parçasının yüzeyi kuru ve pürüzsüz tutulmalıdır, aksi takdirde işlem etkisi etkilenecektir.
• En yaygın metal yüzey işleme teknolojisidir.

PVD Kaplamanın kendisinin özellikleri:

• Biriktirme işlemi için kaynak malzeme olarak katı veya erimiş bir madde kullanma ihtiyacı.
• Kaynak malzeme gaz fazına girmek için fiziksel işlemlere tabi tutulur.
• Nispeten düşük gaz basıncı ortamı gerektirir.
• Gaz fazında ve substrat yüzeyinde hiçbir kimyasal reaksiyon meydana gelmez.

PVD Kaplama Avantajları:

1. Takım malzemesinin eğilme mukavemeti üzerinde çok az etkisi olan, genellikle 600°C'nin altındaki düşük biriktirme sıcaklıkları.
2. Kaplama içindeki stres durumu, karbür hassas ve karmaşık aletlerin kaplanması için daha uygun olan basınç stresidir.
3. Yeşil süreçlerin ve yeşil üretimin mevcut gelişme eğilimi doğrultusunda çevreye kirlilik yok.
4. Nano kaplamanın ortaya çıkmasıyla, kaplanmış takımların kalitesi, yalnızca yüksek bağ kuvveti, yüksek sertlik ve iyi oksidasyon direnci avantajlarıyla değil, aynı zamanda hassas takım kenarlarının şeklini ve hassasiyetini de etkin bir şekilde kontrol ederek önemli ölçüde iyileştirildi.

PVD Kaplama Dezavantajları:

1. Kaplama ekipmanının karmaşıklığı, yüksek işlem gereksinimleri ve uzun kaplama süresi, aletlerin maliyetini artırır.
2. Teknik olarak üretilmiş aletlere göre daha düşük darbe direncine, sertliğe ve homojenliğe ve daha kısa hizmet ömrüne sahip aletlerin üretimi.
3. Kaplanmış ürünün kullanım alanını sınırlayan tek geometrisi.
4. Soğutma sırasında kaplamanın ve alt tabakanın farklı büzülme oranları nedeniyle iç gerilmelere ve mikro çatlaklara karşı duyarlılık.

PVD Kaplama Teknolojisi Kategorisi:

Şu anda, PVD teknolojisi endüstrisinde birçok karmaşık sınıflandırma vardır ve tek tip bir sınıflandırma standardı yoktur. Bugün bahsettiğimiz sınıflandırma, hedef materyalin (işlenecek materyalin) farklı iyonizasyon yöntemlerine dayanmaktadır. Esas olarak vakumlu buharlaştırma kaplaması, püskürtme kaplaması ve iyon kaplamayı içerir.

1. Vakum Buharı Biriktirme (PVD)

PVD'ye genellikle buhar biriktirme veya buharlaştırma biriktirme denir; bu, hedef malzemeyi buharlaştırmak ve ince bir film oluşturmak üzere iş parçasının yüzeyinde biriken atomlar veya moleküller halinde süblimleştirmek için vakum altında ısıtma işlemidir. Vakumlu buhar biriktirme aynı zamanda en eski PVD prosesidir, pek çok kişi bunu tüm PVD prosesinin temsilcisi olarak kabul edecektir, bu yüzden ayrıma dikkat edin.

2. Sputter Kaplama (MSD)

MSD, vakum ortamında belirli bir soy gaz argonu Ar ile doldurulur, argonu iyonik duruma iyonize etmek için kızdırma deşarj teknolojisini kullanır, argon iyonu elektrik alanının etkisi altında katodu hızlandırır ve bombalar, böylece katottaki hedef aşağı püskürtülür ve bir film tabakası oluşturmak için iş parçasının yüzeyine biriktirilir.

3. İyon Kaplama (IP)

IP, bir vakum ortamıdır, çeşitli gaz deşarj teknolojisinin kullanımı, aynı anda atom iyonizasyonunun hedef buharlaştırılmış kısmı, ancak aynı zamanda iş parçasının yüzeyinde biriken çok sayıda yüksek enerjili nötr parçacık üretir. film tabakası.

PVD Kaplama Prosesi Kategorisi:

Biriktirme sırasındaki fiziksel mekanizmanın farklılığına göre, fiziksel buhar biriktirme genellikle vakumlu buharlaştırma kaplama teknolojisi, vakumlu püskürtme kaplama, iyon kaplama ve moleküler ışın epitaksisine ayrılır. Son yıllarda, ince film teknolojisi ve ince film malzemelerinin gelişimi, dikkate değer başarılarla hızla ilerlemiştir ve orijinal, iyon ışını ile geliştirilmiş biriktirme teknolojisi, EDM biriktirme teknolojisi, elektron ışını fiziksel buhar biriktirme teknolojisi ve çok katmanlı jet biriktirme teknolojisi birbiri ardına ortaya çıkmıştır.

1. İyon ışını gelişmiş biriktirme teknolojisi (IBED)

İyon ışını ile güçlendirilmiş biriktirme, iyon enjeksiyonu ve ince film biriktirmeyi entegre eden malzemelerin yüzey modifikasyonu için yeni bir teknolojidir. Monolitik veya bileşik film tabakaları oluşturmak için kaplamayı buhar biriktirirken belirli enerjiye sahip iyon ışınları ile bombardımanı karıştırmayı içerir. İyon implantasyonunun avantajlarını korumanın yanı sıra, düşük bombardıman enerjisinde rastgele kalınlıktaki katmanların sürekli büyümesine ve oda sıcaklığında ideal kimyasal oranlarda (oda sıcaklığında ve basıncında elde edilemeyen yeni katmanlar dahil) bileşik katmanların sentezine izin verir. sıcaklık veya oda sıcaklığına yakın. Bu teknoloji, düşük proses sıcaklığı (<200°C), tüm substratlara güçlü bağlanma, yüksek sıcaklık fazı, düşük sıcaklık fazı ve oda sıcaklığında amorf alaşım, kimyasal bileşimin kolay kontrolü ve büyümenin uygun kontrolü gibi avantajlara sahiptir. işlem. Ana dezavantaj, iyon ışınının doğrudan yaymasıdır, bu nedenle karmaşık şekillere sahip yüzeyleri işlemek zordur.

2. Elektrikli kıvılcım biriktirme teknolojisi (ESD)

EDM teknolojisi, metal elektrot (anot) ile metal taban malzemesi (katot) arasındaki güç kaynağında depolanan yüksek enerjili elektrik enerjisini, elektrot malzemesi ile taban malzemesi arasındaki havanın iyonlaşması yoluyla anlık olarak yüksek frekansta serbest bırakmaktır. , ana malzemenin yüzeyinde anlık yüksek sıcaklık ve yüksek basınç mikro-bölgesi üretmek için bir kanal oluşturur. Aynı zamanda, iyonize elektrot malzemesi eritilir ve mikro elektrik alanın etkisi altında temel malzemeye sızarak metalurjik bir bağ oluşturur. EDM işlemi, kaynak ve püskürtme veya eleman sızması arasında bir işlemdir, EDM teknolojisi ile işlenen metal biriktirme katmanı yüksek sertliğe ve yüksek sıcaklığa, korozyona ve aşınmaya karşı iyi bir dirence sahiptir ve ekipman basit ve çok yönlüdür, biriktirme katmanı arasındaki bağ ve alt tabaka çok güçlüdür ve genellikle düşmez, iş parçası işlemden sonra tavlanmaz veya deforme olmaz, biriktirme tabakasının kalınlığının kontrolü kolaydır ve çalışma yönteminin ustalaşması kolaydır. Ana dezavantaj, teorik desteğin olmamasıdır ve operasyon henüz mekanize edilmemiş ve otomatikleştirilmemiştir.

3. Elektron ışını fiziksel buhar biriktirme teknolojisi (EB-PVD)

Elektron ışını fiziksel buhar biriktirme teknolojisi, alt tabakanın yüzeyinde daha düşük bir sıcaklıkta biriken buharlaştırılmış malzemeyi doğrudan ısıtmak için yüksek enerji yoğunluklu elektron ışını kullanan bir tekniktir. Bu teknoloji, yüksek birikme hızı (10kg/h~15kg/h buharlaşma hızı), yoğun kaplama, kimyasal bileşimin kolay ve hassas kontrolü, sütunlu kristal organizasyonu, kirlilik olmaması ve yüksek termal verim gibi avantajlara sahiptir. Bu teknolojinin dezavantajları pahalı ekipman ve yüksek işlem maliyetleridir. Şu anda, bu teknoloji çeşitli ülkelerde araştırma için sıcak bir nokta haline geldi.

4. Çok katmanlı sprey biriktirme teknolojisi (MLSD)

Geleneksel jet biriktirme teknolojisi ile karşılaştırıldığında, çok katmanlı jet biriktirme teknolojisinin önemli bir özelliği, alıcı sistemin ve pota sisteminin hareketinin, biriktirme işleminin tekdüze olması ve yörüngenin tekrarlanmaması için ayarlanabilmesi ve böylece düz bir biriktirilmiş yüzey elde edilmesidir. Ana özellikler şunlardır: biriktirme sırasındaki soğutma hızı, geleneksel jet biriktirme hızından daha yüksektir ve soğutma etkisi daha iyidir; büyük boyutlu iş parçaları, soğutma hızı üzerinde herhangi bir etki olmaksızın hazırlanabilir; süreç basit ve yüksek boyutsal doğruluk ve düzgün yüzeyli iş parçalarını hazırlamak kolaydır; damlacık biriktirme oranı yüksektir; malzeme mikro yapısı düzgün ve incedir ve belirgin bir arayüzey reaksiyonu yoktur ve malzeme özellikleri daha iyidir. Bununla birlikte, teknoloji hala araştırma, geliştirme ve mükemmellik aşamasındadır, bu nedenle iş parçasının yüzeyine birikme yörüngesinin düzenlilik çalışması hala teorik temelden yoksundur.

PVD Kaplama Uygulanabilir malzemeler:

Doğal malzemelere ek olarak, vakumla kaplamaya uygun malzemeler şunları içerir: metaller, sert ve yumuşak malzemeler (ABS, ABS+PC, PC, vb.), kompozit malzemeler, seramikler, cam vb.

En yaygın olarak kullanılan vakumlu kaplama yüzey işlemi alüminyumdur, bunu gümüş ve bakır takip eder.

Yaygın olarak kullanılan buhar biriktirme işlemlerinin karşılaştırılması:

Türleri	Ilke	Özellikler	Uygulama kapsamı
Vakum buharlaşma kaplama	buharlaşma süblimasyonu	Pürüzsüz, güzel kaplama ve yüksek yüzey kalitesi	Yüksek sıcaklığa dayanıklı malzemeler
Püskürtme Kaplama	Radyo Frekansı Püskürtme	RF kaynağı, yüksek hassasiyetli, sert film	Metalik/metalik olmayan, iletken/iletken olmayan filmler
Püskürtme Kaplama	Magnetron püskürtme	Yüksek hız ve düşük sıcaklık, yüksek hassasiyet, yüksek saflık ve yüksek yoğunluk	Metal/iletken film
İyon Kaplama	Buharlaşma / Püskürtme	Hedef sağlam kalır ve çok çeşitli hedefler, yüksek yoğunluk ve yüksek yapışma ile verimliliği ve film kalınlığı tutarlılığını artırmak için birden fazla açıda yerleştirilebilir ve ayrı ayrı kontrol edilebilir	Metallerin/bileşiklerin/seramiklerin/yarı iletkenlerin/süper iletkenlerin vb. ince filmleri.

BaiQue'daki Gelişmiş PVD Kaplama Teknolojisini Keşfedin

Ürününüzün performansını ve estetiğini son teknoloji ürünü PVD kaplamayla yükseltmekle ilgileniyor musunuz? BaiQue Aksesuarları olarak, şirket içinde titizlikle geliştirilen ve yönetilen tam entegre PVD elektrokaplama üretim hattımızla gurur duyuyoruz. Bu, kaplama sürecinin her adımında benzersiz kalite kontrol ve kişiselleştirme sunmamıza olanak tanır. Karmaşık mücevher parçalarından sağlam motor parçalarına kadar, son teknolojiye sahip tesislerimiz, çeşitli gereksinimleri hassasiyet ve mükemmellikle karşılayacak donanıma sahiptir. Uçtan uca PVD kaplama çözümlerimizin ürünlerinizi nasıl dönüştürebileceğini keşfetmek için bizimle bağlantı kurun. BaiQue farkını bugün yaşayın.