Revêtement sous vide (technologie PVD)

Revêtement sous vide (technologie PVD)

1. Développement de la technologie de revêtement sous vide

La technologie de revêtement sous vide ne démarre pas avant longtemps. Dans les années 1960, la technologie du dépôt chimique en phase vapeur (CVD) était appliquée aux outils de coupe au carbure. Comme la technologie doit être mise en œuvre à haute température (la température du processus est supérieure à 1000 ° C), le type de revêtement est simple et comporte de grandes limites; il n'a donc pas été popularisé au début. À la fin des années 1970, la technologie du PVD (dépôt physique en phase vapeur) a commencé à apparaître et la technologie du revêtement PVD s'est rapidement développée en une courte période de 20 à 30 ans. Les raisons sont les suivantes:

(1) il forme une membrane dans la cavité scellée sous vide et il n’ya pratiquement aucun problème de pollution de l’environnement propice à la protection de l’environnement;
(2) il peut obtenir une surface brillante et luxueuse. En couleur, il existe des couleurs vives matures, argentées, transparentes, dorées, noires et de toutes les couleurs, du doré au noir, qui peuvent répondre à divers besoins décoratifs;
(3) Des revêtements céramiques et des revêtements composites présentant une dureté et une résistance à l'usure élevées et difficiles à obtenir par d'autres méthodes peuvent être facilement obtenus. Appliquée à l'outillage et aux moules, la durée de vie peut être doublée et l'effet de faible coût et de revenus élevés peut être obtenu.
(4) En outre, la technologie de revêtement PVD présente deux caractéristiques: basse température et haute énergie, et peut former un film sur presque tous les substrats. Par conséquent, il n’est pas surprenant que la technologie de revêtement PVD ait un large éventail d’applications et se développe rapidement.

Avec le développement de la technologie de revêtement sous vide, le PCVD (dépôt physicochimique en phase vapeur), le mt-cvd (dépôt chimique en phase vapeur à température moyenne) et d'autres nouvelles technologies ont vu le jour. Divers équipements de revêtement et procédés de revêtement sont apparus sans fin. Il existe actuellement deux méthodes de PVD matures: le placage multi-arcs et la pulvérisation cathodique par magnétron. L'équipement de placage multi-arc est de structure simple et facile à utiliser. L'inconvénient du placage multi-arc est que, lorsque l'épaisseur du revêtement atteint 0,3 µm, la vitesse de dépôt est proche de la réflectivité dans les conditions d'un revêtement à basse température avec une alimentation en courant continu traditionnelle, et la formation du film devient très difficile. De plus, la surface de la membrane devient trouble. Un autre inconvénient du placage à plusieurs arcs est que le métal s'évapore après la fusion. Les particules de dépôt sont donc plus grosses, la densité est inférieure et la résistance à l'usure est inférieure à celle de la pulvérisation par magnétron. On peut voir que le revêtement multi-arc et le revêtement par pulvérisation magnétron présentent respectivement des avantages et des inconvénients. Afin de tirer pleinement parti de leurs avantages et de se compléter le plus possible, la machine de revêtement intégrant la technologie multi-arc et la technologie du magnétron a vu le jour. Dans le processus, un nouveau procédé de placage multi-arc est présenté, puis le revêtement est épaissi par pulvérisation au magnétron et enfin, la couleur du revêtement de surface est stabilisée par placage à plusieurs arcs.

2. Principes techniques

Le PVD (dépôt physique en phase vapeur) est divisé en dépôt par évaporation sous vide, dépôt par pulvérisation sous vide et dépôt par ion sous vide. Nous disons généralement que le revêtement PVD fait référence au revêtement ionique sous vide et à la pulvérisation cathodique sous vide; Habituellement dit revêtement NCVM, se réfère à revêtement par évaporation sous vide.

Principes de base de l'évaporation sous vide: sous vide, le métal et les alliages métalliques sont vaporisés, puis déposés à la surface du substrat. Le procédé d'évaporation est couramment utilisé pour le chauffage par résistance, et un faisceau d'électrons bombarde le matériau de placage pour qu'il se vaporise en phase gazeuse, puis se dépose à la surface du substrat. Historiquement, l'évaporation sous vide est la technologie la plus ancienne utilisée dans la méthode PVD.

Principe de base du revêtement par pulvérisation: sous la condition de vide du gaz argon (Ar), l’argon sera déchargé par décharge luminescente. À ce stade, les atomes d'argon (Ar) s'ionisent en ions d'argon (Ar). Sous l'action du champ électrique, les ions argon vont accélérer le bombardement de la cible cathodique en matériau de placage, qui sera pulvérisée et déposée à la surface de la pièce. Les ions incidents dans le revêtement de pulvérisation sont généralement obtenus par décharge luminescente dans la plage de 10-2 Pa ~ 10 Pa. Par conséquent, pendant le vol vers le substrat, les particules pulvérisées ont tendance à entrer en collision avec les molécules de gaz dans la chambre à vide, rendant la direction du mouvement aléatoire et le film déposé faciles à être uniformes.

Principe de base du placage ionique: dans des conditions de vide, en utilisant une sorte de technologie d'ionisation au plasma, de sorte que le placage d'une partie de l'ionisation en ions produise simultanément de nombreux atomes neutres à haute énergie, dans le substrat de placage, plus une polarisation négative. De cette manière, sous l'action d'une polarisation négative profonde, des ions sont déposés à la surface du substrat pour former un film mince.

Étapes de la technologie PVD

1. Nettoyage de la pièce: l'argon est utilisé pour la décharge luminescente lorsque l'alimentation en courant continu est connectée et que l'argon est bombardé d'ions argon, ce qui projettera des particules et de la saleté à la surface de la pièce.
2. Gazéification du placage: c'est-à-dire que le placage s'évapore après courant alternatif.
3. Migration des ions de placage: les atomes, molécules ou ions fournis par la source de gazéification se précipitent sur la pièce à travailler à grande vitesse après une collision et un champ électrique à haute tension;
4. Dépôt d'atomes, de molécules ou d'ions de placage sur le substrat: lorsque la quantité d'ions d'évaporation sur la surface de la pièce dépasse la quantité d'ions éclaboussés, il s'accumule progressivement pour former une couche de revêtement adhérant fermement à la surface de la pièce. .
Après l'ionisation de particules du placage ionique, le matériau d'évaporation a une énergie cinétique de trois mille électron-volts, des artefacts de bombardement à grande vitesse, non seulement la vitesse de dépôt est rapide, et capable de pénétrer à la surface, formant une couche de diffusion profonde dans la matrice , la profondeur de diffusion de l'interface du placage ionique serait de quatre à cinq microns, c'est-à-dire que la profondeur de diffusion du revêtement sous vide ordinaire est profonde des dizaines de fois, voire cent fois, et adhère l'une à l'autre si rapidement.

Avantages de la performance du produit

1. Caractéristiques techniques

(1) Le film PVD peut être plaqué directement sur l'acier inoxydable et l'alliage dur. Pour les pièces moulées relativement molles telles que les alliages de zinc, le cuivre et le fer, le chromage chimique doit d'abord être effectué, puis le placage PVD convient. Cependant, le placage PVD après le placage à l'eau est facile à faire des bulles et le taux de défauts est élevé.
(2) la température de traitement du revêtement PVD typique varie de 250 à 450;
(3) le type de revêtement et l'épaisseur déterminent le temps de traitement, le temps de traitement général est de 3 ~ 6 heures;
(4) Épaisseur de couche de revêtement PVD de qualité micron, épaisseur du diluant, moyenne de 0,3 mu m ~ 5 microns, l'épaisseur de la couche de revêtement de revêtement décoratif est généralement de 0,3 mu m ~ 1 mu m, de sorte qu'elle ne peut presque pas affecter la taille d'origine de la pièce augmente toutes sortes de propriétés physiques et chimiques à la surface de la pièce, et permet de conserver la taille de la pièce, sans avoir à nouveau besoin après le traitement de placage;
(5) La technologie PVD améliore non seulement la force de liaison entre le film de revêtement et le matériau du substrat, mais développe également les composants de revêtement de la première génération de TiN en TiC, TiCN, ZrN, CrN, MoS2, TiAlN, TiAlCN, étain-aln, CNx , Revêtements composites DLC et ta-c, formant l’effet de surface de différentes couleurs.
( 6) actuellement, les couleurs de la couche de film pouvant être fabriquées sont l'or foncé, l'or clair, le café, le bronze, les rayons de gris, le noir, le gris-noir, les sept couleurs, etc. La couleur du placage peut être contrôlée en contrôlant les paramètres dans le processus de revêtement. Après revêtement, la valeur de la couleur peut être mesurée avec les instruments appropriés, de sorte que la couleur puisse être quantifiée afin de déterminer si la couleur plaquée répond aux exigences.

2. Avantages techniques

(1) la performance d'adhérence du revêtement est bonne
Dans le revêtement sous vide ordinaire, il n'y a presque pas de connexion entre la surface de la pièce et le revêtement, comme si elles étaient complètement séparées. Placage ionique, artefacts à grande vitesse de bombardement ionique, capables de pénétrer la surface, formant une couche profonde dans la couche de diffusion matricielle, la profondeur de diffusion d'interface du placage ionique serait de quatre à cinq microns, après le placage ionique de l'échantillon pour l'essai de traction façon d'aller à la rupture, plaquage avec élongation plastique matrice métallique, sans pelage ou écaillage, visible comment forte adhérence, couche de membrane uniforme, dense.
(2) forte capacité d'enroulement et de placage
Pendant le placage ionique, les particules de l'évaporateur se déplacent dans la direction du champ électrique sous la forme d'ions chargés. Par conséquent, partout où il y a un champ électrique, un bon revêtement peut être obtenu, ce qui est bien meilleur qu'un revêtement sous vide ordinaire qui ne peut être obtenu que dans le sens direct. Par conséquent, cette méthode est très appropriée pour les trous internes, les rainures et les joints étroits des pièces plaquées. Autres méthodes difficiles à plaquer des pièces. Avec un revêtement sous vide ordinaire, on ne peut que plaquer une surface directe. Les particules d'évaporation, comme une échelle d'escalade, ne peuvent que monter dans l'échelle. Et le placage ionique peut être uniformément autour de l’arrière des pièces de placage et le trou intérieur, les ions chargés ressemblant à un hélicoptère, peut voler le long de la route prescrite vers n’importe quel endroit dans le rayon de son activité.

(2) bonne qualité de revêtement
Le revêtement de placage ionique est compact, sans trou d'épingle, bulle et même épaisseur. Même la surface du bord et la gorge peuvent être même plaqués, ne forment pas de tumeur en métal. Des pièces comme le filetage peuvent également être plaquées, avec une dureté élevée, une résistance élevée à l'usure (faible coefficient de frottement), une bonne résistance à la corrosion et une stabilité chimique, une durée de vie du film supérieure; Dans le même temps, le film peut améliorer considérablement l’aspect des propriétés décoratives de la pièce.
(4) processus de nettoyage simplifié
La plupart des procédés de revêtement existants nécessitent un nettoyage rigoureux de la pièce à l’avance. Cependant, le processus de placage ionique a lui-même un rôle de nettoyage du bombardement ionique, rôle qui a été maintenu tout au long du processus de revêtement. Excellent effet de nettoyage, peut rendre le revêtement directement près du substrat, améliorer efficacement l'adhérence, simplifier de nombreuses tâches de nettoyage avant le placage.

(5) une large gamme de matériaux de placage
Le placage ionique consiste à utiliser des ions de haute énergie pour bombarder la surface de la pièce, de sorte qu'une grande quantité d'énergie électrique à la surface de la pièce se transforme en énergie thermique, de manière à favoriser la diffusion des réactions chimiques des tissus de surface. Cependant, toute la pièce, en particulier le centre de la pièce, n'est pas affectée par la température élevée. Par conséquent, ce procédé de revêtement a une large gamme d'applications et une petite limitation. En règle générale, divers métaux, alliages et certains matériaux synthétiques, matériaux isolants, matériaux thermosensibles et matériaux à point de fusion élevé peuvent être plaqués. Peut être plaqué sur la pièce métallique non métallique ou en métal, peut également être plaqué sur le non métal ou le non métal, même peut être plaqué en plastique, caoutchouc, quartz, céramique, etc.

Perspective de marché et application

L'application de la technologie de revêtement PVD se divise principalement en deux catégories: le placage décoratif et le placage d'outils.
1. placage décoratif
Le but du placage décoratif: principalement d’améliorer l’aspect de la performance décorative et de la couleur de la pièce, tout en renforçant la résistance à la corrosion et la durée de vie de la pièce; Cet aspect concerne principalement les métiers de la quincaillerie dans chaque domaine, tels que les quincailleries de portes et fenêtres, les serrures, les quincailleries sanitaires, etc.

2. Outils plaqués
Outil de placage: principalement pour améliorer la dureté de surface et la résistance à l'usure de la pièce, réduire le coefficient de frottement de la surface, améliorer la durée de vie de la pièce; Cet aspect est principalement utilisé dans divers outils de coupe, les outils de tournage (tels que les outils de tournage, les raboteuses, les fraises, les forets, etc.) et d’autres produits.

IKS PVD, machine de revêtement sous vide de Chine, contacter: iks.pvd@foxmail.com