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产品设计领域的PVD真空镀膜表面处理技术

浏览数:106 发布于:2021-07-30

设计师在设计方案时,往往会考虑使用各种表面处理技术来实现设计,以满足产品的装饰性或高性能要求。
  表面处理工艺种类太多,尤其是随着技术的快速发展,越来越多的优秀工艺不断被引进。今天,我们来谈谈CMF设计师常用的一些问题表面进行处理技术工艺。
  让我们从PVD过程开始。
  物理气相沉积
  PVD过程是将物质和原子或分子从源转移到衬底表面的物理过程。
  具体情况而言,在真空环境条件下,采用一个低压大电流电弧放电信息技术,利用这些气体放电使靶材蒸发,使蒸发的物质和气体电离,利用电场的加速发展作用将蒸发的物质文化及其影响反应得到产物沉积在工件上。
  其实我们设计师不需要这么专业的理论。
  容易理解,PVD是一种工业制造工艺,即真空涂层,使产品具有优美的金属质地和卓越的性能,主要用于钣金零件、挤出件、MIM(金属注塑)、PIM(粉末注塑)、蚀刻件、加工件、焊接件等工艺。
  PVD可用于许多材料,包括中国塑料、不锈钢、铜、铁、银、陶瓷、玻璃、铝、钛合金、锌合金、粉末进行冶金、液态以及金属等。但大部分用于金属。
  有些制造商只直接做金属PVD,所以有时PVD被专门称为金属PVD。
  PVD涂料的颜色类型
  目前,PVD涂料可以生产多种颜色,如深金黄色、浅金黄色、棕色、青铜色、灰色、黑色、灰黑色、七色、紫色、红色、绿色、蓝色等,但最多的是金色、棕色和黑灰色。
  不同的目标镀不同的颜色,如氮化钛、钛化合物和硅化金、蓝色和紫色,铟锡合金为蓝色,铟锡合金为亮银,钨为黑色,锡镍铬为灰色。
虽然 pvd 可以镀上非常合适的颜色,但这种配方的成本非常高,而且有专利保护的原因,因此有十多种可调的颜色,很难对它们进行微调。
  通过内部控制镀膜过程中的相关技术参数,可以有效控制镀层的颜色;电镀后,可以通过相关仪器对颜色进行测量和量化,从而确定电镀颜色是否符合要求。
  PVD涂料的优点
  1.高硬度——硬度是衡量企业产品进行材料压缩变形程度的重要工作性能分析指标。
  我们先来看一组数据:
  镀镍层厚度0.005硬度——约180HV含磷化学镀镍层的硬度约为—— 300HV
  碳铝基材的硬度为——,约100HV
  阳极氧化膜的硬度约为—— 300HV
  硬质阳极氧化膜的硬度——约为500HV
  湿镀硬铬时维氏硬度约为800
  PVD工艺生产的涂层硬度为——,约1600HV
  2.优异的附着力——可以弯曲90度以上不开裂不剥落(PVD涂层附着力和耐久性高),其他技术,包括电镀和喷涂,是无法比拟的。
  3.美丽的——膜颜色多样,着色均匀,表面通过细腻光滑,富有中国金属具有光泽,永不褪色。
  4.耐用表面
  高耐磨——耐刮擦,不易划伤,不易脱落开裂。
  化学技术性能比较稳定——耐腐蚀、耐酸、抗氧化。不易变色、脱落、损坏等。在烈日和潮湿等恶劣环境下,性能稳定。
  Clean ——易于去除油漆和字迹,不留痕迹。
  5.经济——可以减少清洗和抛光电镀黄铜或黄金所需的时间和成本。
  6.易于加工。——具有广泛的电镀材料,并与基材有很强的结合力。任何可以想象的设计图案都可以蚀刻。
7. 绿色环保---- 保护环境免受化学物质污染。虽然企业生产发展过程中有废气排放,需要进行后期过滤,但基本属于绿色设计制造范畴,对人体和生态经济环境无害。
  PVD涂膜厚度
  PVD涂膜厚度较薄,它是微米级的,一般是0.3微米到5微米。装饰涂膜厚度一般为0.3微米~ 1微米,因此我们可以在不影响工件原始数据尺寸的情况下通过改善工件材料表面的各项理化性能,镀后无需进一步加工。
  PVD涂层与传统化学镀的比较
  相似性
  两者都属于表面处理领域,都是以某种方式覆盖另一种材料的表面。
  区别标记
PVD膜与工件表面的附着力更大,膜的硬度更高,耐磨性和耐腐蚀性更好,膜的性能更稳定;PVD涂层不会产生有毒或污染物质。
  PVD涂层会取代传统化学镀吗?
  现阶段不行!
  除了不锈钢表面的PVD涂层之外,在PVD之前工件上的涂层由许多其他材料制成(如锌合金、铜、铁、塑料等。),要求水镀,包括化学镀Cr和Cr。
  铬酸酐的使用对人体具有很高的毒性和危害性,六价铬在国际上也受到限制。而且化学镀铬极差,低电位电镀不是最大的问题。
  PVD涂料主要用于一些高档五金产品,化学镀通常只用于那些价格较低的五金产品,而不是PVD涂料。目前PVD涂料技术的主要应用行业


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PVD涂装技术的应用主要分为两大类:装饰涂装和工具涂装。
  装饰进行电镀的目的主要是通过改善提高工件的外观和装饰性能及不同颜色,同时使工件更耐磨、耐腐蚀,延长其使用网络寿命;这方面研究主要技术应用于中国五金企业行业的各个相关领域,如门窗五金、锁具、卫浴五金、3C产品、钟表等行业。
刀具电镀的目的主要是提高工件的表面硬度和耐磨性,降低表面的摩擦系数,提高工件的使用寿命。这方面主要用于各种刀具、车削刀具(如车削刀具、刨床、铣刀、钻头等)。),各种公司五金生产工具(如螺丝刀、钳子等。),各种模具等产品。
  技术发展
物理气相沉积技术在高速钢刀具领域的成功应用引起了世界制造业的高度关注。在开发一个高性能、高可靠性涂装技术设备的同时,人们也在许多不同领域发展进行了更深入的涂装应用分析研究。
与化学气相沉积工艺相比,PVD工艺处理温度低,在600℃以下对材料的弯曲强度没有影响。薄膜的内应力变化状态为压应力,更适合涂覆硬质材料合金进行精密和复杂网络工具。
PVD是一种环保型的表面处理方法,可以真正获得微米级的无污染涂层。可制备以及各种方式单一金属材料薄膜(如铝、钛、锆、铬等。),氮化物膜(tin、ZrN、CrN、TiAlN)、碳化物膜(TIC、TiCN)和氧化膜(如TiO等)。).
物理气相沉积过程相对环保,对环境无不良影响。符合现代绿色制造的发展方向,未来潜力巨大。


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