Película decorativa de revestimiento de iones PVD

- Sep 10, 2019-

Película decorativa de recubrimiento de iones PVD

微信图片_20190910142956

El desarrollo de la tecnología de revestimiento decorativo PVD ha progresado rápidamente, la película decorativa de revestimiento de iones se ha utilizado ampliamente en la caja de reloj, correa de reloj, funda de teléfono móvil, marco de gafas, palos de golf, accesorios, hardware arquitectónico, hardware diario y otros productos. La película decorativa con revestimiento de iones le da a la superficie del producto una textura metálica y un color rico, y mejora la resistencia al desgaste, la resistencia a la corrosión y prolonga la vida útil. Con el creciente mercado de la película decorativa de revestimiento de iones, los requisitos de rendimiento de la película son cada vez más altos.

1. Un nuevo desafío para el proceso de película decorativa de enchapado de iones

El sustrato de acero inoxidable generalmente usará pulido, trefilado, arenado, grabado químico, grabado láser, grabado con máquina CNC y otro tratamiento de arte superficial, algunos también usan soldadura láser, galvanoplastia de agua, capa de níquel cromo.

Las operaciones de pulido dejarán una cera de pulido endurecida difícil de eliminar en la pieza de trabajo; La zanja de trefilado de rueda de nylon seguirá siendo compuestos de polímeros transparentes que no son fáciles de encontrar; El dibujo de la muela abrasiva puede tener partículas abrasivas residuales y aglutinantes, o puede producir piel de óxido debido al sobrecalentamiento de la fricción. El arenado tendrá arena cerámica, arena de vidrio, arena de alúmina incrustada en la superficie; El grabado químico puede tener productos de corrosión restantes en fosas de corrosión u otras superficies no corrosivas utilizadas para la protección contra la corrosión; El grabado láser puede producir óxido de alta temperatura y residuos de residuos de matriz ablativa. El tallado de la máquina CNC tendrá una capa de óxido de alta temperatura y residuos de aceite de corte, y habrá fragmentos de sustrato presionados en la matriz; La soldadura láser también puede conducir a la oxidación a alta temperatura; La capa de cromo de galvanoplastia de agua generará óxidos complejos que son difíciles de eliminar, y la limpieza incompleta de la contaminación causada por estos tratamientos conducirá a la ignición en el proceso de recubrimiento de iones, adhesión falsa del recubrimiento, caída de la película y color desigual.

微信图片_20190910143518

En los productos de recubrimiento iónico, el tratamiento de la técnica a menudo no es único, sino una variedad de combinaciones de trabajo, lo que aumenta la dificultad de limpieza antes del recubrimiento. El método ultrasónico tradicional de eliminación de aceite y cera no es adecuado, por lo que el proceso de limpieza debe ajustarse. Para diferentes contaminaciones, limpieza mecánica, limpieza en fase gaseosa, calentamiento por vacío y luego limpieza, electrólisis catódica, electrólisis anódica o el uso de agentes de limpieza específicos de alta eficiencia, etc. Estas medidas integrales pueden lograr mejores resultados, pero todavía no se ha producido alguna contaminación. Encontramos soluciones ideales. La aplicación reciente del método de pulido por plasma para la limpieza previa al revestimiento es digna de atención.

2. Los productos de película decorativa de enchapado de iones, cómo superar la corrosión local

La película decorativa con revestimiento de iones se utiliza principalmente como metal de transición (como Ti, Zr, Cr) o su aleación de nitrógeno, carbono, compuestos de oxígeno y película de carbono amorfo (similar a un diamante). En términos generales, estos compuestos tienen alta inercia química y buena resistencia a la corrosión. Pero en los últimos años, algunos productos de revestimiento decorativo, incluido el reloj, la carcasa del teléfono móvil, la cabeza de golf, no pasaron la prueba de corrosión por sudor artificial o la prueba de corrosión por niebla salina y causaron la atención de la gente.

De hecho, este problema existe desde hace mucho tiempo, pero no se ha notado. La corrosión de los productos de revestimiento decorativo no es solo la resistencia a la corrosión del revestimiento en sí, sino también la corrosión del revestimiento decorativo + sistema de sustrato. Una gran cantidad de trabajo de investigación muestra que el revestimiento decorativo de revestimiento de iones en sí tiene buena resistencia a la corrosión, está en el revestimiento de metal, como el sustrato de acero inoxidable, mejora la resistencia a la corrosión uniforme para la matriz en su conjunto, pero el revestimiento decorativo es muy delgado, inevitablemente hay Defectos de la superficie, tales como microgrietas, poros, agujeros de alfiler, límite de grano columnar, deposición de arco de partículas macroscópicas, etc. Los medios de corrosión pueden pasar a través de los canales formados por estos defectos, a través del recubrimiento hasta el sustrato.

微信图片_20190910144016

El recubrimiento → medio corrosivo → el sustrato consiste en una batería de corrosión, el recubrimiento y el sustrato se convierten en la esquina del electrodo, produciendo corrosión electroquímica. La inercia química general del recubrimiento es mayor que el sustrato, el potencial del electrodo de recubrimiento es mayor que el sustrato, el sustrato se oxida y corroe. La corrosión local o la corrosión por pinchazos se produce en productos recubiertos, incluso más grave que la ausencia de productos recubiertos. La corrosión local también se ha convertido en la base para determinar si los productos de recubrimiento están calificados. Evaluación de mercado de la resistencia a la corrosión de los productos de recubrimiento, generalmente muestreo aleatorio para la prueba de corrosión por sudor artificial y la prueba de corrosión por niebla salina, si hay una corrosión local que excede el lote estándar de productos no calificado. En vista del recubrimiento decorativo actual tan delgado (aproximadamente 1 micrón) y el nivel de tecnología de recubrimiento iónico existente, la tasa de agujeros de recubrimiento es alta, por lo que la prueba de corrosión del producto de recubrimiento no pasa el riesgo siempre está ahí.

Las medidas clave para mejorar la resistencia a la corrosión del sistema son mejorar la compacidad del recubrimiento y eliminar los defectos de la superficie directamente al sustrato. Se han estudiado una variedad de procesos y métodos: engrosamiento del recubrimiento, adopción de material matriz de alta resistencia a la corrosión, depósito de la capa de transición densa resistente a la corrosión, grabado de plasma adicional en el medio del recubrimiento, estructura multicapa, pretratamiento de nitruración de plasma del sustrato, etc., el método PVD anterior puede mejorar la resistencia a la corrosión local del sistema en la actualidad. Capa de transición de galvanoplastia de agua, más confiable pero no protección del medio ambiente. Finalmente, el método no PVD de recubrimiento de aceite UV, que es controvertido pero efectivo.

3. Se discuten los factores de influencia, las contramedidas y el efecto de la vaina de plasma sobre la uniformidad de la película decorativa de recubrimiento iónico.

La uniformidad de la membrana incluye principalmente la uniformidad de composición, estructura y espesor. Las condiciones del proceso para la uniformidad de la película de deposición de iones son la misma composición (especie y proporción), energía (incluido el ángulo de incidencia y la temperatura de la matriz) y la cantidad de partículas de deposición depositadas en el área unitaria de la pieza de trabajo. La estructura del equipo de revestimiento y las condiciones del proceso influyen en el plasma del aire interior con una tela no chapada con efecto de homogeneidad de revestimiento de iones, no es uniforme, además de que la carga de la pieza de trabajo no es razonable e instala accesorios y artefactos o se bloquea entre artefactos, lo que eventualmente conduce a la deposición de piezas de la pieza de trabajo chapada en el área de la unidad es igual y el recubrimiento desigual.

Para garantizar la uniformidad, deben tenerse en cuenta los siguientes factores:

(1) el plasma en el espacio de recubrimiento debe ser uniforme;
(2) influencia del campo eléctrico espacial y del campo magnético sobre la uniformidad del plasma;
(3) la distribución del gas de reacción debe ser uniforme;
(4) compensación de uniformidad por movimiento de la pieza de trabajo;
(5) evitar la oclusión;
(6) influencia de la velocidad de pulverización inversa y el estrés del crecimiento de la membrana;
(7) influencia de la vaina de plasma, etc.

El efecto de vaina de plasma está relacionado con la geometría de la pieza de trabajo. La geometría irregular de la vaina de plasma varía el ángulo de incidencia y la cantidad de deposición de partículas cargadas en la superficie correspondiente, lo que inevitablemente afectará la heterogeneidad de la deposición:

(1) la cubierta del plano rectangular bidimensional genera un efecto de agregación de iones en los bordes y esquinas;
(2) la capa de cubierta cerca de la esquina cóncava es opuesta y produce un efecto de divergencia de iones.
(3) en el borde de la cuña, la vaina de plasma se dobló a lo largo del borde de la cuña, y la vaina se estrechó hacia la punta de la cuchilla. Como resultado, los iones fueron atraídos a la punta de la cuchilla desde un amplio rango debido a la flexión de la funda, y la deposición de iones aumentó. Como el grosor de la vaina de plasma es desigual, la deformación límite de la vaina da como resultado variaciones continuas del ángulo de incidencia de iones, la posibilidad de que el ángulo incidente sea simétrico a lo largo de la punta del borde (ángulo incluido) es cada vez más pequeña.
(4) la vaina de pequeños agujeros y hendiduras estrechas produce un efecto de protección;
(5) el límite de la vaina de plasma en el agujero ciego es equivalente a la acción de la lente divergente. El efecto especial de las placas de iones debe ser estudiado más a fondo por los técnicos.

4. La posibilidad de obtener un nuevo sistema de color por ión plateado

Después de más de 20 años de esfuerzos, la película decorativa con revestimiento de iones puede producir imitaciones de oro, plata, rosa, negro pistola, negro oscuro, café, marrón, azul y otras series de colores. Actualmente, para la producción en masa, se utiliza principalmente como productos de Ti, Zr, Cr, TiAl, diana de grafito y síntesis de nitrógeno, acetileno (carbono) y oxígeno. Algunas personas también usan silicio y silano. El mercado está constantemente planteando nuevos requisitos de color, pero el uso de un número limitado de elementos para obtener un recubrimiento de color más estable siempre tiene limitaciones. Algunas personas están probando niobio, hafnio, varios elementos de tierras raras, no ha habido un gran avance.

微信图片_20190910161745

El color de la materia es un estímulo que se absorbe selectivamente por la luz visible y se refleja de nuevo en el ojo humano. La absorción selectiva depende de la estructura electrónica del material y de la transición del nivel de electrones correspondiente. La estructura electrónica es demasiado compleja, los compuestos complejos son los factores que influyen en la estructura electrónica y demasiado, todavía no pueden hacer el color de la informática especificada o diseñar un material de estructura electrónica correspondiente, natural no puede esperar encontrar el material objetivo y la reacción correspondientes gas; Al mismo tiempo, ahora en el proceso de enchapado de iones, el comportamiento físico y químico del plasma no se comprende bien, las sustancias de múltiples elementos en la descomposición en el proceso de enchapado de iones, ionización, diversas formas intermedias, el estado de valencia, el número de todo tipo de partículas, escala, energía y su distribución en el espacio, cómo se relacionan con los parámetros eléctricos de descarga de plasma, la fuente de emisión (objetivo) y el estado del suministro de gas de reacción no se entiende bien, por lo que es Es difícil controlar la aberración de color con alta precisión, solo la aberración de color se puede controlar en un cierto rango.

Por supuesto, para la mayoría de los productos electrónicos con apariencia visual, la tecnología actual es bastante aceptable en el mercado. Debido a demasiados factores y no a una comprensión profunda, la producción de algunos colores es muy inestable, para acumular experiencia y comprensión profunda antes de que podamos salir de problemas. Algunas personas se volcaron y utilizaron el método de película de interferencia óptica, a través del cálculo y el diseño del sistema de película de interferencia, y alternaron el sistema de película multicapa con dos tipos de materiales con alto índice de refracción y bajo índice de refracción, por lo que como para obtener el color de interferencia necesario. Con el método de enchapado de película óptica para hacer película decorativa, finalmente la capa superior de película protectora transparente resistente al desgaste, para que no afecte el color de interferencia, por lo que puede ser difícil obtener el problema rojo y verde resuelto.

¿Desea discutir su problema de color de recubrimiento PVD con nosotros, IKS PVD, máquina de recubrimiento funcional, máquina de recubrimiento decorativo, máquina de recubrimiento óptico, línea de producción de recubrimiento, póngase en contacto con nosotros ahora, iks.pvd @ foxmail.com

微信图片_20190321134200