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真空濺射離子鍍膜(PVD)服務(wù)商

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PVD真空鍍膜機(jī)鍍膜的基本概念及其特點(diǎn)

時間:2023-10-25    點(diǎn)擊數(shù):

PVD真空鍍膜機(jī)的PVD 是英文“Physical Vapor Deposition”的縮寫形式,意思是物理氣相沉積。我們現(xiàn)在一般地把真空蒸鍍、濺射鍍膜、離子鍍等都稱為物理氣相沉積。

較為成熟的 PVD鍍膜方法主要有多弧鍍與磁控濺射鍍兩種方式。多弧鍍設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,容易操作。它的離子蒸發(fā)源靠電焊機(jī)電源供電即可工作,其引弧的過程也與電焊類似,具體地說,在一定工藝氣壓下,引弧針與蒸發(fā)離子源短暫接觸,斷開,使氣體放電。由于多弧鍍的成因主要是借助于不斷移動的弧斑,在蒸發(fā)源表面上連續(xù)形成熔池,使金屬蒸發(fā)后,沉積在基體上而得到薄膜層的,與磁控濺射相比,它不但有靶材利用率高,更具有金屬離子離化率高,薄膜與基體之間結(jié)合力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。此外,多弧鍍涂層顏色較為穩(wěn)定,尤其是在做 TiN 涂層時,每一批次均容易得到相同穩(wěn)定的金黃色,令磁控濺射法望塵莫及。多弧鍍的不足之處是,在用傳統(tǒng)的 DC 電源做低溫涂層條件下,當(dāng)涂層厚度達(dá)到0.3μm 時,沉積率與反射率接近,成膜變得非常困難。而且,薄膜表面開始變朦。多弧鍍另一個不足之處是,由于金屬是熔后蒸發(fā),因此沉積顆粒較大,致密度低,耐磨性比磁控濺射法成膜差。


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可見,多弧鍍膜與磁控濺射法鍍膜各有優(yōu)劣,為了盡可能地發(fā)揮它們各自的優(yōu)越性,實現(xiàn)互補(bǔ),將多弧技術(shù)與磁控技術(shù)合而為一的涂層機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。在工藝上出現(xiàn)了多弧鍍打底,然后利用磁控濺射法增厚涂層,最后再利用多弧鍍達(dá)到最終穩(wěn)定的表面涂層顏色的新方法。
大約在八十年代中后期,出現(xiàn)了熱陰極電子槍蒸發(fā)離子鍍、熱陰極弧磁控等離子鍍膜機(jī),應(yīng)用效果很好,使TiN 涂層刀具很快得到普及性應(yīng)用。其中熱陰極電子槍蒸發(fā)離子鍍,利用銅坩堝加熱融化被鍍金屬材料,利用鉭燈絲給工件加熱、除氣,利用電子槍增強(qiáng)離化率,不但可以得到厚度 3~5μm的TiN 涂層,而且其結(jié)合力、耐磨性均有不俗表現(xiàn),甚至用打磨的方法都難以除去。但是這些設(shè)備都只適合于 TiN涂層,或純金屬薄膜。對于多元涂層或復(fù)合涂層,則力不從心,難以適應(yīng)高硬度材料高速切削以及模具應(yīng)用多樣性的要求。
目前,一些發(fā)達(dá)國家(如德國 CemeCon、英國 ART-TEER )在傳統(tǒng)的磁控濺射原理基礎(chǔ)上,用非平衡磁場代替原先的平衡磁場、50KHz 的中頻電源代替原來的直流電源、脈沖電源取代以往的直流偏壓,采用輔助陽極技術(shù)等,使磁控濺射技術(shù)逐步成熟,已大批量應(yīng)用在工模涂層上,現(xiàn)在已穩(wěn)定生產(chǎn)的涂層主要有 TiAlN、AlTiN、TiB2、DLC、CrN,我國廣東、江蘇、貴州、株洲等地也已陸續(xù)引進(jìn)此種設(shè)備,大有星火燎原之勢。
現(xiàn)代PVD真空鍍膜機(jī)(均勻加熱技術(shù)、溫度測量技術(shù)、非平衡磁控濺射技術(shù)、輔助陽極技術(shù)、中頻電源、脈沖技術(shù)) 現(xiàn)代涂層設(shè)備主要由真空室、真空獲得部分、真空測量部分、電源供給部分、工藝氣體輸入系統(tǒng)、機(jī)械傳動部分、加熱及測溫部件、離子蒸發(fā)或濺射源、水冷系統(tǒng)等部分組成。


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