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PVD鍍膜工藝分類及介紹
發(fā)布時(shí)間：2017-03-10
一、真空蒸發(fā)(Vacuum Evaporation)
金屬在真空中加熱時(shí)會(huì)變成氣體而蒸發(fā)，真空蒸發(fā)就是利用此原理。處理時(shí)多在10-5Torr以下的真空中進(jìn)行，金屬及各種化合物都可當(dāng)作被附著物質(zhì)，其應(yīng)用例有鏡片、反射鏡、塑膠零件等；但是以金屬表面硬化為目的的用途則很少，主要多用于裝飾性物件。
二、濺射鍍膜(Sputtering)
高能量的粒子撞擊靶材時(shí)靶中的分子或原子被撞擊出來(lái)的現(xiàn)象，此原理是以靶為陰極，以基板為陽(yáng)極，在10-2Torr左右的Ar氣氛中加以高電壓時(shí)陰極附近的Ar氣離子化后變成Ar+，與陰極相撞擊，被Ar+離子所撞擊飛出的分子或原子撞上基板而堆積形成薄膜。
濺射應(yīng)用范圍極廣，利用其薄膜的機(jī)能則是以耐磨耗性、耐蝕性、耐熱性抗靜電或裝飾性為目的，但是因附著力的問(wèn)題少見于刀具的應(yīng)用。適用于大宗連續(xù)性鍍膜，例如手機(jī)零件等。
三、離子鍍(Ion Plating)
PVD鍍膜涂層工藝中效果最好的為離子鍍膜方式；此方法是利用電弧撞擊靶材，使靶材原子被激發(fā)出來(lái)，與反應(yīng)性氣體反應(yīng)，形成化合物沉積于工件表面的一種技術(shù)。爐內(nèi)運(yùn)行至高真空后，通入惰性氣體，加偏壓造成氬離子(Ar+)，及帶負(fù)電的電子(e-)，帶正電的氬離子會(huì)撞向通入偏壓為負(fù)極的基板底材，來(lái)清潔工件表面；之后再通入反應(yīng)氣體，在靶材和基板底材間產(chǎn)生電漿，進(jìn)行鍍膜作業(yè)。此一方式成膜速度快、密著性較佳，多用于切削刀具鍍膜涂層處理。
大部分企業(yè)都采用最先進(jìn)的陰極電弧法(cathode arc)進(jìn)行鍍膜作業(yè)。與其他方式相比，此種方式擁有較多的離化率、均勻的附著性以及最佳的密度，大多被應(yīng)用在金屬的硬質(zhì)鍍膜上，特別是要求耐磨耗的物件。
PVD真空離子鍍膜與傳統(tǒng)電鍍之間的不同
| 傳統(tǒng)電鍍 | PVD真空離子鍍膜技術(shù) | |
| 方式 | 大氣中，以電解液為媒介，屬高污染工藝 | 真空環(huán)境下，以電漿為媒介，屬于環(huán)保工藝 |
| 特性 |
均勻性佳，薄膜表面有光澤。但僅以包覆方式，覆蓋表面無(wú)密著力可言
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膜質(zhì)緊密，均勻度視旋轉(zhuǎn)夾具之結(jié)構(gòu)而定 |
| 硬度 | 硬度約 Hv900 左右 |
硬度可達(dá) Hv1800 以上
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| 厚度 | 厚度約為鍍膜的 10 倍以上 | 厚度為微米級(jí)(μm)有絕佳的被覆性 |
| 密度 | 熱脹冷縮容易脫落 | 面寬 0.2平方毫米的鉆石壓子尖端可承受 10kg 以上垂直重量，膜層無(wú)剝落 |
真空鍍膜厚度屬于微米級(jí)，1μm 相當(dāng)于傳統(tǒng)電鍍一條的十分之一，因此經(jīng)過(guò)鍍膜作業(yè)以后，并不會(huì)影響工件的精度；傳統(tǒng)電鍍的批覆方式是以一種包覆的方式在外形成一層電鍍層，并無(wú)高度密著性可言。
 傳統(tǒng)電鍍工藝示意圖 |
 PVD鍍膜涂層工藝示意圖 |
| 一般濕式鍍層所製作之鍍膜會(huì)在表面覆蓋成一個(gè)薄膜層 ，不論底材之原先形狀為何，表面所呈現(xiàn)出來(lái)的薄膜層都會(huì)趨于平坦。 | PVD 鍍層會(huì)依底材形狀平均在上方形成一個(gè)鍍膜層，依底材高低形狀有所不同，經(jīng)鍍膜后的高低形狀也是依照原先底材之態(tài)樣。 |
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