¿Cuánto sabes sobre el proceso de PVD?

- Apr 12, 2019-

¿Cuánto sabes sobre el proceso de PVD?

 

Desarrollo de tecnología de recubrimiento al vacío.

I. La tecnología de recubrimiento al vacío no se ha desarrollado durante mucho tiempo. La tecnología CVD (deposición química de vapor) se aplicó a las herramientas de corte de carburo en la década de 1960. Como esta tecnología debe realizarse a alta temperatura (la temperatura del proceso es superior a 1000 C), el tipo de recubrimiento es único y las limitaciones son grandes, por lo que su desarrollo inicial no es satisfactorio.

II. A fines de la década de 1970, la tecnología de deposición física de vapor (PVD, por sus siglas en inglés) había emergido. Después de eso, la tecnología de recubrimiento de PVD se desarrolló rápidamente en un corto período de 20 o 30 años. La razón es que la película de recubrimiento de PVD se forma en la cavidad sellada al vacío, que casi no tiene problemas de contaminación ambiental y es propicia para la protección del medio ambiente. Debido a que puede obtener brillo, superficie superficial, en color, maduro, tiene 7 colores, color argentino, transparente, amarillo dorado, negro y amarillo dorado. Puede llegar a cualquier tipo de color entre negro, se puede decir que es multicolor, puede satisfacer el adorno sexual. todo tipo de necesidad; Y debido a la tecnología PVD, puede obtener fácilmente otros métodos difíciles de obtener alta dureza, alta resistencia al desgaste del recubrimiento cerámico, recubrimiento compuesto, aplicado en herramientas, molde, puede hacer que la vida se duplique, mejor para lograr el efecto de bajo costo, alto rendimiento; Además, la tecnología de recubrimiento PVD tiene las características de baja temperatura y alta energía, y se puede utilizar para formar una película en casi cualquier sustrato. Por lo tanto, no es sorprendente que la tecnología de recubrimiento PVD se desarrolle rápidamente debido a su amplia gama de aplicaciones. Con el desarrollo de la tecnología de recubrimiento al vacío, PCVD (deposición física de vapores químicos), mt-cvd (deposición de vapores químicos a temperatura media) y otras nuevas tecnologías también han aparecido hoy. Varios equipos de recubrimiento y diversos procesos de recubrimiento están surgiendo en una corriente sin fin.

III. Al mismo tiempo, debemos ser conscientes de que el desarrollo de la tecnología de recubrimiento al vacío está muy desequilibrado. Debido al entorno de trabajo extremadamente duro de las herramientas y los moldes, los requisitos para la adhesión de la película son mucho más altos que los del recubrimiento decorativo. Por lo tanto, aunque los fabricantes de recubrimientos decorativos han existido, pero la producción de fabricantes de recubrimientos de moldes no es mucha. Además, hasta la fecha, la mayoría de los fabricantes de equipos de recubrimiento pueden proporcionar una tecnología de recubrimiento de herramienta de corte completa (incluido el proceso de pretratamiento, el proceso de recubrimiento, la tecnología de posprocesamiento de recubrimiento, la tecnología de detección, la aplicación de la herramienta de recubrimiento). y tecnología de moldes, etc.), además, también requiere personal de tecnología, además del maestro del conocimiento profesional de recubrimientos, también debe tener sólidos conocimientos de materiales metálicos y tratamiento térmico, tratamiento previo de la superficie de revestimiento de moldes antes de la selección de los conocimientos adecuados, La herramienta de corte, el recubrimiento de moldes y los requisitos técnicos para el uso de la computadora, si algún vínculo parece ser un problema, dará a los usuarios la conclusión de que el efecto de uso no es ideal. Todo esto restringe seriamente la aplicación de esta tecnología en herramientas de corte y moldes.

IV. por otro lado, debido a que la tecnología es una entre ciencia de materiales, física, electrónica, química y otras disciplinas de disciplina emergente, y aplicada a la herramienta de corte, muere la producción nacional en el campo de uno de los pocos fabricantes líderes, en su mayoría a pie es una introducción de equipos avanzados y tecnología del exterior, sigue siendo un proceso de digestión, absorción, por lo tanto, en la actualidad, en el campo de la fuerza técnica doméstica está fuera de proporción con su desarrollo, necesita urgentemente ponerse al día.

V. PVD (Deposición Física de Vapor) se compone de Deposición por evaporación al vacío, Deposición por pulverización catódica y Deposición por iones al vacío. Por lo general, decimos que el recubrimiento PVD se refiere al recubrimiento de iones al vacío; El recubrimiento NCVM se conoce comúnmente como recubrimiento por evaporación al vacío y recubrimiento por pulverización catódica al vacío.

VI. El principio básico de la evaporación al vacío: en condiciones de vacío, el metal, la aleación de metal, etc., se evaporan y luego se depositan sobre la superficie del sustrato. El método de evaporación se usa comúnmente para calentar la resistencia y bombardear el material de recubrimiento con el haz de electrones para evaporarse en la fase gaseosa y luego depositarse sobre la superficie del sustrato. En la historia, la evaporación al vacío es la tecnología más antigua utilizada en el método PVD.

VII. Principio básico del recubrimiento por pulverización catódica: en condiciones de vacío llenas de gas argón (Ar), el argón es de descarga luminosa. En este momento, los átomos de argón (Ar) se ionizan en el ión argón (Ar). Bajo la acción de la fuerza del campo eléctrico, el ión argón acelera el bombardeo del material objetivo del cátodo hecho del material de recubrimiento, y el material objetivo se depositará en la superficie de la pieza de trabajo mediante pulverización catódica. Los iones incidentes en la película de pulverización catódica se obtienen generalmente por descarga luminosa en el rango de 10-2pa ~ 10Pa. Por lo tanto, cuando las partículas pulverizadoras vuelan hacia el sustrato, son fáciles de colisionar con las moléculas de gas en la cámara de vacío, lo que hace que la dirección de movimiento sea aleatoria y la película depositada sea fácil de uniformar.

VIII. Principio básico del recubrimiento iónico: en condiciones de vacío, se adopta alguna tecnología de ionización por plasma para ionizar parcialmente los átomos del material de recubrimiento en iones. Al mismo tiempo, se producen muchos átomos neutros de alta energía y se agrega un sesgo negativo sobre el sustrato. De esta manera, bajo la acción de un profundo sesgo negativo, los iones se depositan sobre la superficie de la matriz para formar una película delgada.

IX. Proceso de recubrimiento iónico: las partículas del evaporador, como iones de alta energía con carga positiva, son atraídas por el cátodo de alta presión (es decir, la pieza de trabajo) y se inyectan en la superficie de la pieza a alta velocidad.

X. El proceso de recubrimiento iónico es el siguiente:

La fuente de evaporación está conectada al ánodo y la pieza de trabajo está conectada al cátodo. Se genera una descarga luminiscente entre la fuente de evaporación y la pieza de trabajo después de que se aplica una corriente continua de alto voltaje de tres a cinco mil voltios. A medida que el gas argón inerte se llena en la cubierta de vacío, parte del gas argón se ioniza bajo la acción del campo eléctrico de descarga, formando así un área oscura de plasma alrededor de la pieza de trabajo del cátodo. Los iones de argón con carga positiva, atraídos por la alta presión negativa del cátodo, bombardearon violentamente la superficie de la pieza de trabajo, lo que provocó que las partículas de la superficie y la suciedad de la pieza se salpicaran, de modo que la superficie de la pieza a ser chapada Limpiado a fondo por bombardeo de iones. Luego, el evaporador se conecta a la fuente de alimentación de CA, y las partículas del evaporador se funden y se evaporan, ingresando al área de descarga incandescente y se ionizan. Los iones vaporizador cargados positivamente, atraídos por el cátodo, se precipitaron hacia la pieza de trabajo junto con los iones argón. Cuando el número de iones vaporizador en la superficie de la pieza de trabajo excedió el número de iones salpicados, se acumularon gradualmente para formar un recubrimiento que se adhirió firmemente a la superficie de la pieza de trabajo. Este es el proceso simple de recubrimiento de iones.

 

Comparación de tres métodos de recubrimiento:

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La tecnología PVD tiene cuatro pasos tecnológicos.

(1) limpieza de la pieza de trabajo: encienda la fuente de alimentación de CC, el argón conduce la descarga incandescente como ión argón, el ión argón bombardea la superficie de la pieza de trabajo y las partículas superficiales y la suciedad de la pieza de trabajo se salpican;
(2) gasificación del material de recubrimiento: después de conectar la corriente alterna, el material de recubrimiento se vaporiza y se gasifica.
(3) migración de iones de recubrimiento: los átomos, moléculas o iones suministrados por la fuente de gasificación se precipitarán hacia la pieza de trabajo a alta velocidad después de la colisión y el campo eléctrico de alto voltaje;
(4) deposición de átomos, moléculas o iones del material de recubrimiento sobre el sustrato: cuando la cantidad de iones del material que se evapora sobre la superficie de la pieza de trabajo excede la cantidad de iones de salpicadura, se acumula gradualmente para formar un recubrimiento firmemente adherido a la superficie de la pieza de trabajo.

 

Después de la ionización de partículas del revestimiento iónico, el material de evaporación tiene tres mil a la energía cinética de cinco mil electrones voltios, artefactos de bombardeo de alta velocidad, no solo la velocidad del depósito es rápida, y es capaz de penetrar en la superficie, formando una capa de difusión de matriz profunda La profundidad de difusión de la interfaz del recubrimiento iónico sería de cuatro a cinco micrones, es decir, que la profundidad de difusión del recubrimiento al vacío ordinario, docenas de veces, incluso cien veces, y se adhieren entre sí tan rápido.

XI. Concepto básico y características del recubrimiento PVD.

PVD es una abreviatura de "Physical Vapor Deposition". Ahora, en general, la evaporación al vacío, el recubrimiento por pulverización catódica, el revestimiento iónico, etc., se denominan deposición física de vapor.

Los métodos de PVD más maduros incluyen principalmente placas de arco múltiple y placas de pulverización catódica por magnetrón. El equipo de enchapado multi-arco es simple en estructura y fácil de operar. Su ion evapora la fuente para poder trabajar con la fuente de alimentación eléctrica de la máquina de soldadura eléctrica, su proceso de inicio del arco también es similar a la soldadura eléctrica, en particular, bajo cierta presión de la embarcación, la aguja del arco de inicio y evapora el contacto corto de la fuente de iones. , desconecta, provoca la descarga de gas. Debido a que la causa del recubrimiento del arco es principalmente por medio de una mancha de arco móvil, la fuente de evaporación para la formación de la piscina fundida en la superficie, hace que el metal se evapore, la capa de película se deposita sobre el sustrato, en comparación con la salpicadura de magnetrón, no solo tiene la tasa de utilización del material objetivo alta, alta tasa de ionización, más iones de metal filman las ventajas de una fuerte adhesión. Además, el color del recubrimiento de arco múltiple es relativamente estable, especialmente cuando se hace el recubrimiento de TiN, el mismo color dorado estable se puede obtener fácilmente en cada lote, lo que hace que el método de pulverización con magnetrón sea incomparable. La desventaja de la galvanización de múltiples arcos es que cuando el espesor del recubrimiento alcanza 0,3 m, la velocidad de deposición y la reflectancia son cercanas entre sí en la condición de recubrimiento a baja temperatura con la fuente de alimentación de CC tradicional, y la formación de la película se vuelve muy difícil. Además, la superficie de la película comienza a difuminarse. Otra desventaja de las placas de arco múltiple es que, a medida que el metal se evapora después de fundirse, las partículas depositadas son más grandes, lo que resulta en una menor densidad, y la resistencia al desgaste es peor que la de la formación de la película de pulverización magnetrónica.

Se puede ver que tanto el revestimiento de arco múltiple como el revestimiento de pulverización magnetrón tienen ventajas y desventajas. Con el fin de aprovechar al máximo sus respectivas ventajas y lograr una complementariedad, surgió una máquina de recubrimiento que integra la tecnología de arco múltiple y la tecnología de magnetrón. En el proceso, se presenta un nuevo método de recubrimiento de arco múltiple, que utiliza la pulverización magnetrónica para espesar el recubrimiento, y finalmente utiliza el recubrimiento de arco múltiple para lograr el color de recubrimiento de superficie estable final.

Aproximadamente a fines de la década de los 80, la aparición de la máquina de recubrimiento por plasma con evaporación de arco de cátodo caliente por electrodo evaporado con pistola de electrones de cátodo caliente, el efecto de la aplicación es muy bueno, por lo que la herramienta de recubrimiento de TiN se aplica rápidamente en forma universal. Entre ellos, el baño de iones por evaporación de la pistola de electrones de cátodo caliente, que utiliza la fusión por calentamiento del crisol de cobre, es un material dorado, que utiliza filamento de tantalio para calentar la pieza de trabajo, la desgasificación, el uso de la pistola de electrones para mejorar la tasa de ionización, y no solo puede obtener el espesor de 3 El recubrimiento de TiN de 5 m, pero también su adherencia, la resistencia al desgaste son un buen rendimiento, incluso por el método de esmerilado es difícil de eliminar. Pero estos dispositivos solo son adecuados para recubrimiento de TiN, o película de metal puro. Para recubrimientos múltiples o compuestos, es difícil adaptarse a los requisitos de diversidad de aplicación de moldes y cortes de alta velocidad de materiales de alta dureza.

CemeCon en la actualidad, algunos países desarrollados (como Alemania, el Reino Unido ART - TEER, Swiss Platit) se basan en el principio tradicional de pulverización con magnetrón, campo magnético desequilibrado en lugar del equilibrio original del campo magnético, fuente de alimentación de media frecuencia de 50 KHz. para reemplazar la fuente de alimentación de CC original, la fuente de alimentación de impulsos en lugar de la polarización de CC, la tecnología de ánodo auxiliar, etc., hacen que la tecnología de pulverización magnetrónica esté madurando gradualmente, tenga una gran cantidad de materiales usados en el revestimiento de moldes, ahora la producción sea estable, principalmente el revestimiento de TiAlN, AlTiN , TiB2, DLC, CrN, China guangdong, jiangsu, guizhou, zhuzhou y otros lugares también han introducido este tipo de equipo, tiene el potencial de incendiarse.

 

XII. Diagrama de flujo de PVD

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Característica de mecanizado PVD

1) La película de PVD se puede recubrir directamente en acero inoxidable y aleación dura. La aleación de zinc relativamente blanda, el cobre, el hierro y otras fundiciones a presión se deben galvanizar con cromo primero, y luego son adecuadas para el recubrimiento de PVD.
2). Temperatura típica de procesamiento de recubrimiento PVD entre 250 ℃ - 450;
3) el tipo de recubrimiento y el espesor determinan el tiempo de proceso, el tiempo de proceso general es de 3 a 6 horas;
4) El espesor de la capa de recubrimiento de PVD del nivel de micras, con grosor delgado, promedio de 0.3 mu m ~ 5 micras, el grosor de la capa de membrana de recubrimiento decorativo suele ser de 0.3 mu m ~ 1 mu m, por lo que casi no afecta el tamaño original La pieza de trabajo eleva todo tipo de propiedades físicas y químicas en la superficie de la pieza, y puede mantener el tamaño de la pieza, no es necesario volver a procesarla;

5) La tecnología .PVD no solo mejora la resistencia de la unión entre la película de recubrimiento y el material del sustrato, sino que también desarrolla la composición de recubrimiento desde la primera generación de TiN hasta el recubrimiento compuesto de TiC, TiCN, ZrN, CrN, MoS2, TiAlN, TiAlCN , estaño-aln, CNx, DLC y ta-c, formando el efecto de superficie de diferentes colores.
6) los colores de película disponibles actualmente son dorado oscuro, dorado claro, marrón, bronce, gris, negro, gris-negro, siete colores, etc. El color puede controlarse controlando los parámetros en el proceso de enchapado. Al final del recubrimiento se puede usar para medir el valor de color de los instrumentos relevantes, de modo que el color se pueda cuantificar, para determinar si el recubrimiento de color cumple con los requisitos.

La aplicación de la tecnología de revestimiento PVD se divide principalmente en dos categorías: revestimiento decorativo y revestimiento de herramientas:

El propósito de la galjanoplastia decorativa: principalmente para mejorar el aspecto de las propiedades decorativas de la pieza y el color, al mismo tiempo hace que la pieza sea más resistente al desgaste y la corrosión para extender su vida útil; Este aspecto aplica principalmente la profesión de hardware a cada dominio, si el hardware de la ventana de la puerta, la cerradura, el hardware del baño y demás en la industria.

El propósito del revestimiento de herramientas: principalmente para mejorar la dureza de la superficie y la resistencia al desgaste de la pieza, reducir el coeficiente de fricción de la superficie, mejorar la vida útil de la pieza; Este aspecto se utiliza principalmente en diversas herramientas de corte, herramientas de torneado (como herramientas de torneado, cuchillas de cepillado, fresas, brocas, etc.) y otros productos.

Aunque el uso de la tecnología de recubrimiento PVD se puede recubrir con película de alta calidad, pero el costo del proceso de recubrimiento PVD en realidad no es alto, es un tratamiento de superficie muy rentable, por lo que en los últimos años la tecnología de recubrimiento PVD se está desarrollando muy rápidamente . El recubrimiento PVD se ha convertido en la dirección de desarrollo del tratamiento de superficies en la industria del hardware.

 

XIII. Ventaja PVD

1. Buena adherencia del recubrimiento.

Recubrimiento de vacío ordinario, la superficie de la pieza de trabajo y el recubrimiento casi sin conexión entre la capa de transición, como distinta. Las placas de iones, artefactos de alta velocidad de bombardeo de iones, capaces de penetrar en la superficie, formando una capa de difusión de matriz profunda, la profundidad de difusión de la interfaz de la placa de iones sería de cuatro a cinco micrones, después de la placa de iones de la muestra para la prueba de tracción mostró que todo el Camino a la fractura, revestimiento con matriz de metal elongación plástica, sin descamación ni descamación, visible cómo fuerte adherencia, capa de membrana uniforme, densa.

2. Buena capacidad de envoltura y recubrimiento

En el caso del revestimiento iónico, las partículas del evaporador se mueven a lo largo de la dirección de la línea eléctrica en el campo eléctrico en forma de iones cargados. Por lo tanto, siempre que haya un campo eléctrico, se puede obtener un buen recubrimiento, que es muy superior al recubrimiento de vacío ordinario que solo se puede obtener en la dirección directa. Por lo tanto, este método es muy adecuado para el revestimiento de piezas en el orificio interior, ranura y ranura estrecha. Otros métodos difíciles de chapado de piezas. Con el recubrimiento al vacío ordinario solo se puede colocar directamente en la superficie, las partículas de evaporación, como la escalada, solo pueden seguir la escalera; Por otro lado, las placas de iones se pueden enrollar uniformemente alrededor de la parte posterior de la pieza y en el orificio interior. Los iones cargados, por otro lado, pueden transportarse a cualquier lugar dentro del radio de la trayectoria de vuelo especificada, como en un helicóptero.

3. El revestimiento es de buena calidad.

El revestimiento tiene una estructura compacta, sin orificios, sin burbujas y con un espesor uniforme. Incluso los bordes y las ranuras pueden recubrirse uniformemente sin formar nódulos metálicos. Las piezas como la rosca también se pueden enchapar, con alta dureza, alta resistencia al desgaste (bajo coeficiente de fricción), buena resistencia a la corrosión y estabilidad química, vida de la película más larga; Al mismo tiempo, la película puede mejorar considerablemente el aspecto del rendimiento decorativo de la pieza de trabajo

4. Simplificación del proceso de limpieza.

Proceso de recubrimiento existente, la mayoría de los requisitos anteriores a la pieza de trabajo para una limpieza estricta, tanto complejos como problemáticos. Sin embargo, el proceso de recubrimiento iónico en sí mismo tiene un efecto de limpieza por bombardeo de iones, y este efecto se ha continuado durante todo el proceso de recubrimiento. Excelente efecto de limpieza, puede hacer que el revestimiento esté directamente cerca del sustrato, mejorar la adherencia y simplificar la limpieza antes de aplicar el revestimiento.

5. Amplia gama de materiales de chapado.

El revestimiento iónico es el uso de iones de alta energía que bombardean la superficie de la pieza de trabajo, de modo que una gran cantidad de energía eléctrica en la superficie de la pieza de trabajo se convierte en energía térmica, lo que promueve la difusión de tejido en la superficie y la reacción química. Sin embargo, toda la pieza de trabajo, especialmente el núcleo de la pieza, no fue afectada por la temperatura alta. Por lo tanto, este tipo de proceso de recubrimiento tiene una amplia gama de aplicaciones, y las limitaciones son pequeñas. En general, todos los tipos de metales, aleaciones y algunos materiales sintéticos, materiales de aislamiento, materiales térmicos y materiales de alto punto de fusión pueden ser chapados. Se puede enchapar en la pieza de metal no metálica o metal, también se puede enchapar en el no metal o no metal, e incluso se puede enchapar en plástico, caucho, cuarzo, cerámica, etc.

Ámbito de aplicación, ventajas y desventajas de la tecnología PVD de dos colores .

Su ámbito de aplicación es:
1) acero al carbono, acero de aleación, acero inoxidable, aleación de titanio y otros materiales metálicos;
2) la dureza de la superficie del material metálico debe ser al menos HV170.

Sus ventajas son:

En comparación con la tecnología de PVD monocromática de pulverización magnetrónica tradicional, la tecnología de PVD de dos colores es más compleja, más compleja y más difícil de producir, pero tiene un excelente efecto de apariencia. La dureza de la superficie de ambos colores está por encima de HV600.

La tradicional tecnología de PVD monocromático por pulverización magnetrónica consiste en lograr el efecto de dos colores. Las medidas tecnológicas tomadas son para cortar o moler el láser en la región que necesita lograr otro color sobre la base de todo el monocromo PVD. El área donde sale un nuevo tratamiento puede mostrar la calidad instintiva del metal solamente, la dureza de la superficie, es decir, la dureza de la superficie del metal en sí.

La dureza de la superficie después de PVD está por encima de HV600).

Sus desventajas son:

 

1) el proceso es más complejo que el PVD monocromo tradicional, y el proceso es más complejo y difícil de producir;
2) el rendimiento de producción es bajo, aproximadamente 65 ~ 70% (el rendimiento de la PVD monocromática tradicional es generalmente de 85 ~ 90%;
3) el precio será 50 ~ 60% más alto que el PVD monocromo tradicional;
4) Debido a la influencia de la tecnología y el proceso, la producción de PVD de dos colores tiene más restricciones y se ve muy afectada por la estructura del producto, mientras que el PVD monocromo tradicional es casi ilimitado.

Equipo de revestimiento moderno (tecnología de calentamiento uniforme, tecnología de medición de temperatura, salpicadura de magnetrón no balanceada, ánodo auxiliar, fuente de alimentación de frecuencia intermedia, tecnología de pulso) el equipo de revestimiento moderno se obtiene principalmente por cámara de vacío, pieza de vacío, pieza de medición de vacío, fuente de alimentación, entrada de gas de proceso Sistema, piezas de transmisión mecánica, unidad de medición de temperatura y calefacción, fuente de evaporación o pulverización catódica, sistema de agua y otras partes.

1 la cámara de vacío

El equipo de revestimiento tiene principalmente una línea de producción de revestimiento continuo y una máquina de revestimiento de una sola sala de dos formas, ya que la parte de transmisión mecánica y de calentamiento del revestimiento de molde tiene mayores requisitos, y la forma del molde, el tamaño varía, la línea de producción de revestimiento continuo es generalmente difícil de cumplir, debe usar Una sola máquina de recubrimiento de habitaciones.

2 parte de ganancia de vacío

La adquisición de vacío es una parte importante de la tecnología de vacío. Debido a los requisitos de alta adhesión del recubrimiento en la pieza de trabajo, el grado de vacío de fondo debe ser mejor que 6mPa antes del inicio del proceso de recubrimiento, e incluso hasta 0.06mPa después de la finalización del proceso de recubrimiento. Por lo tanto, es muy importante seleccionar el equipo de adquisición de vacío de manera razonable para lograr un alto grado de vacío. A partir de ahora, no hay una bomba que pueda operar desde la presión atmosférica hasta el vacío ultra alto. Por lo tanto, la adquisición de vacío no es un equipo de vacío y los métodos que se pueden lograr deben usarse en combinación con varias bombas, como la bomba mecánica, el sistema de bomba molecular.

3 parte de medición de vacío

La parte de medición de vacío del sistema de vacío es medir la presión en la cámara de vacío. Al igual que la bomba de vacío, ningún medidor de vacío puede medir todo el rango de vacío, por lo que se han realizado muchos tipos de medidores de vacío según diferentes principios y requisitos.

4 fuente de alimentación

La fuente de alimentación de destino incluye principalmente la fuente de alimentación de CC (como MDX) y la fuente de alimentación de frecuencia intermedia (como PE, PEII y PINACAL producida por la compañía AE en los Estados Unidos). La pieza de trabajo generalmente se suministra con una fuente de alimentación de CC (como MDX), una fuente de alimentación de impulsos (como PINACAL + producida por AE) o una fuente de alimentación de RF (RF).

5 sistema de entrada de gas de proceso

Los gases de proceso, como argón (Ar), criptón (Kr), nitrógeno (N2), acetileno (C2H2), metano (CH4), hidrógeno (H2), oxígeno (O2), etc., son generalmente suministrados por cilindros, a través de la válvula reductora de gas, la válvula de globo de gas, la tubería, el medidor de flujo de gas, la válvula solenoide, la válvula piezoeléctrica y luego a la cámara de vacío. La ventaja de este sistema de entrada de gas es que la tubería es simple, brillante, fácil de mantener o reemplazar los cilindros. Cada máquina de recubrimiento no se afecta entre sí. También hay casos en los que varias máquinas de revestimiento comparten un conjunto de cilindros, que pueden verse en algunos de los talleres de revestimiento más grandes. Su ventaja es, reducir el cilindro de gas para ocupar la dosis, programa unificado, diseño unificado. El inconveniente es que el número de conexiones aumenta la posibilidad de fugas. Además, la máquina de recubrimiento interferirá entre sí, una fuga en la tubería de la máquina de recubrimiento puede afectar la calidad de otros productos de la máquina de recubrimiento. Además, al reemplazar los cilindros, es necesario asegurarse de que todos los hosts estén en un estado sin gas.

6 accionamiento mecánico

El recubrimiento de la herramienta requiere un espesor uniforme alrededor del borde, por lo que debe haber tres rotaciones en el proceso de recubrimiento para cumplir con los requisitos. Es decir, mientras que la mesa de la pieza de trabajo grande debe girar (I), la mesa de soporte de la pieza de trabajo pequeña también gira (II), y la pieza de trabajo en sí misma puede girar simultáneamente (III).

En el diseño mecánico, generalmente en el centro de la parte superior de la placa giratoria de la pieza de trabajo grande para un engranaje de conducción grande, rodeado por un engranaje estrella pequeño que se acopla con él, y luego usa un tenedor para marcar la rotación de la pieza de trabajo. Por supuesto, cuando se hace el revestimiento del molde, generalmente es suficiente tener dos rotaciones, pero la capacidad de carga del engranaje debe ser mucho mayor.

7 Parte de medida de temperatura y calefacción.

Al revestir el modelo de trabajo, la manera de garantizar un calentamiento uniforme de la pieza de trabajo chapada es mucho más importante que el calentamiento del revestimiento de decoración. Los equipos de revestimiento de matrices son generalmente antes y después de dos calentadores, medición y control de la temperatura del termopar. Sin embargo, debido a que las abrazaderas de termopar son diferentes, la lectura de la temperatura no puede ser la temperatura real de la pieza de trabajo. Hay muchas formas de medir la temperatura real de una pieza de trabajo. Aquí hay un método simple de Thermomeer de superficie. El termómetro funciona al expandir el resorte en la parte inferior cuando el termómetro se calienta, lo que hace que la aguja empuje la aguja de posicionamiento para girar hasta que alcance la temperatura máxima. Cuando baja la temperatura, el resorte se contrae y el indicador gira en la dirección opuesta, pero el indicador de posición permanece a la temperatura más alta. Después de abrir la puerta, lea la temperatura indicada por el indicador de posición, es decir, el valor de temperatura más alto una vez alcanzado por el termómetro de superficie cuando se calienta en la cámara de vacío.

8 fuentes de evaporación y pulverización iónica

La fuente de evaporación de las placas de arco múltiple es generalmente la forma de torta redonda, comúnmente conocida como objetivo de torta redonda. En los últimos años, también ha aparecido un objetivo de arco múltiple rectangular, pero no se ha visto ningún efecto obvio. El objetivo de la torta redonda está montado en el asiento de destino de cobre (asiento de cátodo), y los dos están conectados por crestas. Hay un imán en el asiento de destino. Al mover el imán hacia adelante y hacia atrás, se puede cambiar la intensidad del campo magnético, y se puede ajustar la velocidad de movimiento y la pista del punto de arco. Para reducir la temperatura del objetivo y el asiento objetivo, el asiento objetivo debe alimentarse continuamente con agua de refrigeración. Para garantizar la alta conductividad y la conductividad térmica entre el objetivo y el asiento del objetivo, se puede agregar la junta Sn entre el objetivo y el asiento del objetivo. El revestimiento de pulverización magnetrón generalmente utiliza objetivos rectangulares o cilíndricos,

Sistema de enfriamiento de agua 9

Debido a que para mejorar la velocidad de ionización de los átomos de metal, cada objetivo de cátodo está diseñado para utilizar la mayor potencia posible, lo que requiere un enfriamiento suficiente. Además, muchos tipos de recubrimiento en el recubrimiento del molde, la temperatura de calentamiento es de 400 ~ 500 C, por lo tanto, en la pared de la cámara de vacío, el enfriamiento de cada superficie de sellado también es muy importante, por lo que el agua de enfriamiento debe utilizarse mejor a aproximadamente 18 ~ 20 C Suministro de agua para enfriadores. Para evitar que las gotas de agua se precipiten fuera de la pared de la cámara de vacío de baja temperatura y del objetivo del cátodo en contacto con el aire caliente después de abrir la puerta, unos 10 minutos antes de abrir la puerta, el sistema de enfriamiento de agua debe poder cambiar al Calentando el estado del agua, y la temperatura del agua caliente es de aproximadamente 40 ~ 45 C.

 

XIV. Pasos de trabajo de molde y troquel PVD.

El flujo del proceso básico del troquel PVD se puede resumir de la siguiente manera: Pretratamiento de IQC PVD FQC.

1 IQC

El trabajo principal de IQC (control de calidad) no es solo verificar la cantidad de forma rutinaria y verificar si el dibujo es consistente con el objeto real, sino también revisar cuidadosamente la superficie de la pieza, especialmente si hay grietas y otros defectos en el filo de corte . A veces, para algunas de las herramientas de corte, la hoja, en el cuerpo de la observación del microscopio, es más conveniente para encontrar problemas; Además, el personal de IQC también debe prestar atención para verificar si las piezas de recubrimiento tienen plástico, soldadura con bajo punto de fusión, etc., si estas cosas se mezclan en el proceso de recubrimiento debido a la omisión de la inspección, liberará aire en forma importante. en la cámara de vacío, lo que puede causar que todo el lote de productos se decore, o incluso que los productos OK originales se desechen, y las consecuencias serán impensables.

2 Procesos de pretratamiento (pistola de vapor, arenado, pulido, limpieza)

 

El propósito del tratamiento previo es purificar o raspar la superficie de las partes químicas.

La purificación consiste en eliminar todo tipo de contaminación de la superficie, preparación de la superficie limpia. Purificación por medios mecánicos, físicos o químicos, generalmente con una variedad de agentes purificadores. El engrosamiento, a diferencia del fotograbado, tiene como objetivo preparar superficies rugosas para mejorar la resistencia estructural del revestimiento o la decoración del revestimiento. Ahora tenemos los principales métodos de tratamiento previo: limpieza con vapor a alta temperatura, limpieza, arenado, esmerilado, pulido y otros métodos.

 

Lavado de vapor a alta temperatura

 

En la actualidad, el equipo de limpieza de vapor a alta temperatura en el taller de PVD es la pistola de vapor. Su temperatura máxima de funcionamiento puede alcanzar los 145 grados, y la presión del aire es de alrededor de 3 ~ 5 bar. Debido a que el molde a menudo contiene algunos orificios pequeños, orificios roscados, a menudo aceite, refrigerante residual y otras impurezas en el orificio, el método de limpieza convencional es difícil de eliminar. En este punto, el equipo de lavado a vapor a alta temperatura puede maximizar sus ventajas. limpieza

 

XV. Los procedimientos de limpieza del recubrimiento de la matriz antes de cada fábrica son los siguientes:

1. Eliminación de cera ultrasónica 2. Sobre agua 3. Eliminación de aceite ultrasónica 4. Sobre agua 5. Reemplazo ultrasónica 6. Sobre agua 7. Sobre agua pura 8. Esto se debe a que el sustrato de recubrimiento decorativo es principalmente de acero inoxidable o aleación de titanio, no es fácil a la roya. Además, el revestimiento decorativo en marcas de agua, manchas y otros defectos no está permitido. Por lo tanto, el recubrimiento decorativo para el requisito de calidad del agua del agua pura es extremadamente alto, e incluso para alcanzar más de 15 m . Para garantizar la alta calidad de la limpieza, se puede repetir la limpieza y en la alta calidad del agua pura y la inmersión ultrasónica durante mucho tiempo. Sin embargo, la limpieza de la matriz es diferente, especialmente el acero caliente de la matriz, si es como un revestimiento decorativo para limpiar, se oxida en un desastre.

Debido al recubrimiento del molde de la superficie del estado original, además de algunos moldes de lentes de alto estándar, generalmente los recubrimientos más decorativos son ásperos, por lo tanto, en la superficie del recubrimiento después de que los requisitos estatales no son tan altos como el recubrimiento decorativo, esto permite Para que tomemos agua rápidamente, con aire comprimido seco y sin aceite para secar, luego el método de secado del molde de fábrica para hacer frente a vientos fuertes. Y esos moldes de espejo de alto estándar, generalmente son de acero inoxidable 136, pueden tomar prestado un método de limpieza de revestimiento decorativo.

En una palabra, el método de limpieza antes del recubrimiento del troquel depende de los diferentes materiales utilizados por el troquel, el estado de la superficie antes de que el recubrimiento del troquel sea diferente y no sea el mismo.

Los siguientes son algunos materiales que se oxidan de difícil a fácil clasificación, para referencia:

Stainless steel, hard alloy, metal ceramic alloy, DC53, high speed steel, 8407 have an automatic cleaning machine model CR288, made in Germany. The maximum cleaning capacity of this machine is 80KG, mainly used for cleaning tools, small parts, or small size of the mold. It has a total of three cleaning cylinder, the solution is tap water + cleaning agent, tap water, deionized water. In addition to the common ultrasonic, water washing, spray, swing, hot air drying and other functions, the machine is another advantage is the final set of vacuum steps, can make the moisture as soon as possible volatile.

 

Automatic cleaning machine memory ten kinds of technology, are preset by the supplier. One to nine can be used for different types of products, different surface state purification treatment. The tenth is used for cleaning agent.

 

sand blast

Sand blasting is the use of compressed air to make abrasive strong erosion workpiece surface, so as to remove rust, carbon deposition, welding slag, oxide, residual salt, old paint layer and other surface defects. Sand blasting can be divided into dry sand blasting and wet sand blasting according to the conditions of abrasive use.

 

The technological parameters of sand blasting mainly include gun distance, inclination Angle, rotating speed, moving speed, stroke, round trip times, sand blasting time and sand blasting air pressure. The parameters we have used are gun range: 30~70mm; Angle of 30 ~ 70? C; The rotating speed of the clamping table is 10~30; Round trip times: 3~9 times; Sand blast pressure: 1.8~3.5 bar, etc. In the specific operation, the upper and lower limits are selected according to the degree of dirt on the workpiece surface, the hardness of the workpiece, the geometry of the workpiece surface and other factors. The abrasive we choose in the dry sandblasting machine is glass beads, suitable for spraying some hardness medium materials, such as oil steel, mold, etc. In the liquid sandblasting machine selected abrasive alumina, high hardness, suitable for some high hardness of the material, such as hard alloy material. Abrasive size is also important for die coating. If the abrasive size is too large, the workpiece surface is too rough; If the particle size of abrasive is too small, and will reduce the impact force, or even embedded in the workpiece surface, cleaning is difficult to remove, so that the workpiece coating adhesion is reduced. For this reason, some European countries, on the die coating before blasting abrasive particle size used to do A careful study, strict enough to ensure that more than 85% of the grain size in the A, B point range before use. In contrast, China's abrasive suppliers are still lack of consensus in this regard, we also rarely do this test.

 

PVD coating process (heating, ion cleaning, coating, cooling, process gas, air pressure, temperature, sputtering power) FQC

1. Function Quality Control 2. Function Quality Control 2. The content of FQC mainly includes methods of appearance inspection, layer depth inspection, adhesion inspection, wear resistance inspection, corrosion resistance inspection and simulation test. I plant the main application of the current appearance inspection, layer depth inspection and adhesion inspection.

As most of the products we come into contact with are not allowed to do destructive inspection, we will put in the sample with each batch when coating. When you do a depth test and a adhesion test, in most cases, you're actually checking the sample with the batch. Since it is difficult to agree between the sample and the product in terms of raw materials, heat treatment status, clamping position, etc., there will be certain error between the detected result and the actual value of the product. Sometimes there may be considerable error, can only be used as a reference. Of course, when necessary, we can also make simulation parts to achieve the purpose of accurate measurement.

appearance inspection

Open the door for the product, the surface should be carefully checked for cracks, coating, loose and other defects. For knives, knives, also need to carefully examine the state of their blades under the microscope.

Layer deep check

There are many methods for depth inspection, such as microsection metallography, X-ray examination, optical test with monochromatic light as the light source, ball mill test and so on. The layer depth inspection of die coating is carried out on a ball mill. The method is to use a steel ball with a diameter of 10mm to test the surface rolling grinding, and then measure the relevant data of the grinding marks under the microscope, and put it into the formula to calculate the depth of the layer.

 

This kind of layer depth examines the characteristic of the method is: convenient and applicable, error is largo. But this error applied to die above the impact will not be too large. Interested colleagues may also refer to the relevant literature.

 

There are a lot of adhesion inspection methods, each factory according to the characteristics of their products, have developed the corresponding test methods. Among them, there are two authoritative methods. One is to do indentation test with conical diamond head on rockwell hardness tester, observe under the microscope, and judge the adhesion of the coating by the number of cracks around the indentation. This method has high requirements for the shape of the diamond head. It not only strictly requires the center point to be in the center of the circle, but also requires the roundness of the diamond cone to be very regular. Unfortunately, at present, China does not have its national or industry standards; Another method is the scratch method, some of our coating launched earlier scientific research departments, is also the use of this method, there are special national industry standards for query.

Besmear after processing technology of jig (sandblasting, painting fat technology) detection technology (binding force test, the deep layer of detection, acid corrosion) coating stripping technology (TiAlN/TiN stripping technology, CrN/DLC/CrAlTiN stripping technology, the surface of the cemented carbide coating stripping technology) application technology of the coated tools (in the proper selection of coating, coating tool used correctly

Coating on the tool optimization is very big, because the high speed cutting machining than the traditional cutting temperature is higher, the application of coating, can play its role in high temperature, oxidation resistance and hardening materials. For example, chromium nitride (CrN) coatings reduce friction coefficients and improve finish and chip removal.

 

XVI. Specification of main technical requirements

1. Double-color PVD matching selection is conducted between traditional and conventional colors such as black, silver, gold and common rose;
2. Two-color PVD pairing on or between 3D surfaces is not allowed;
3. Two-color PVD design can be carried out on 2D plane structure;
4. As far as the current technical conditions are concerned, it is limited to common and regular colors, such as black, silver, gold and common rose. Two-color PVD matching selection is conducted between traditional and conventional colors such as black, silver, gold and common rose.

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