PVD技术及其产业化应用.pptx
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1、1表面处理技术表面处理技术发展状况n 表面机械处理:喷砂、磨光、抛光、滚光、刷光n 表面化学处理:化学抛光、氧化处理、磷化处理n 表面电化学处理:电解抛光、电化学氧化、电镀n 表面热处理技术:传统热处理、离子渗技术等n 现代表面处理技术:现代表面处理技术:真空镀膜、冷真空镀膜、冷真空镀膜、冷真空镀膜、冷/热喷涂、热喷涂、热喷涂、热喷涂、三束改性三束改性三束改性三束改性通通过过表表面面处处理理技技术术来来改改变变固固体体材料的表面特性,可以:材料的表面特性,可以:F改善改善外观外观外观外观(色彩、形貌等色彩、形貌等);F综综合合提提高高材材材材料料料料的的的的力力力力学学学学性性性性能能能能提提
2、高高耐耐磨磨耐耐蚀蚀性性、增增加加表表面面硬硬度度、提提高高表表面面疲疲劳劳强强度度和和耐热性能耐热性能等;等;F提提供供磁磁磁磁光光光光电电电电热热热热等等特特特特殊殊殊殊物物物物理理理理性性性性能能能能吸波吸波、隔热隔热等;等;F改改变变机机机机械械械械配配配配合合合合绿绿绿绿色色色色再再再再制制制制造造造造修修复复已已磨磨损损或或加加工工报报废的废的工件工件(修旧成新)(修旧成新)2材料表面处理技术分类材料表面处理技术分类热喷涂技术热喷涂技术(涂层技术)(涂层技术)气相沉积技术气相沉积技术(薄膜技术)(薄膜技术)表面覆盖技术表面覆盖技术表面冶金技术表面冶金技术表面硬化技术表面硬化技术材料
3、表面材料表面处理技术处理技术3主要两大类表面覆盖技术主要两大类表面覆盖技术大重型装大重型装备关键零备关键零部件部件热喷涂技术热喷涂技术PVD技术技术高性能小高性能小型精密零型精密零部件部件4各种表面处理工艺条件比较各种表面处理工艺条件比较5各种表面处理涂层性能比较各种表面处理涂层性能比较6什么是PVD物理气相沉积?定义:在真空条件下,用物理的方法(蒸发或溅射)将材料汽化成原子、分子或电离成离子,并通过气相过程在衬底上沉积一层具有特殊性能的薄膜技术(又叫真空镀膜)。真空真空镀膜特点:镀膜特点:绿色环保无化学物污染被镀物与基底不产生化学反应可镀各种材料(金属/非金属)生产速度快低温低能耗7PVD涂
4、层性能特征涂层膜涂层膜颜色颜色硬度硬度(Hv)耐磨性耐磨性耐蒸着性耐蒸着性 耐腐蚀性耐腐蚀性 耐散化性耐散化性使使 用用TiN金色金色2,500 切割工具,金属,技能型配件,切割工具,金属,技能型配件,装饰装饰TiAlN黑色黑色3,000 切割工具切割工具CrNMetal2,000 金属金属,机械配件机械配件(耐腐蚀性耐腐蚀性)高硬度高密度的组织平滑表面 低磨擦率 化学稳定性及无反应性低热传导 高结合力 8PVD较传统电镀的优势PVD膜层结合力更大硬度高耐磨擦耐腐蚀膜层的性能更稳定膜层广泛不会产生有毒或有污染的物质和气体,对环境无不利影响,符合现代绿色制造的发展方向。材质种类材质种类传统电镀传
5、统电镀PVDPVD金属不锈钢否是是钛合金否是是锌铝合金是是是是铜基合金是是是是铁基合金是是是是非金属ABS特殊处理是是PC特殊处理是是9PVD高端装饰涂层应用之一装饰镀膜的主要应用包括手机金属外壳高尔夫球杆眼镜框金饰等。PVD膜具有好看的色泽、高耐磨性、高耐腐蚀性。可以在金属基材(碳钢、不锈钢、工具钢、钨钢、铜合金、钛合金、陶瓷、银等)和塑胶元件上镀膜。每种颜色都可按不同的上下限色调生产。10 装饰镀膜的色彩丰富金、玫瑰金、黑系列:枪色、钛灰色和纯黑色等。离子镀:紫色、蓝色、棕色。11对装饰镀膜的要求在进一步提高对于高端产品,长期保持其外观精美至关重要;对产品表面涂层的耐磨性提出了更高要求;对
6、不同大气环境下的耐腐蚀性也提出了更高的要求;对表面的自清洁性要求也越来越高,如防水、防指纹等12装饰镀膜的发展趋势膜层种类多颜色多样可调,外观色泽和装饰性能好工件更耐磨、耐腐蚀,延长其使用寿命工艺绿色环保,正逐步替代传统水电镀成为五金行业表面处理的发展方向从门窗五金、锁具、高档铭牌、钟表零件、灯饰五金、卫浴五金到个人使用的小型电子设备(如PDA、移动电话、MP3播放器、数码相机等)已成为一个新的快速发展的市场。13PVD耐腐蚀(半)硬膜应用之二颜色:非外观件,对颜色和亮度要求不高,对耐磨性有较高要求(功能膜);硬度:可达2000-3000 HV;厚度:可达25 m以上;成品:拉丝、抛光或喷砂,
7、可根据基材特点进行选择;基材:钢、钛、钨钢、合金、陶瓷等;特性:极强的耐磨损、耐腐蚀性,产品表面不易刮花;应用:钟表、手机配件、汽车活塞环、模具、刀具等五金件14PVD超硬膜应用之三为什么要用超硬膜?为什么要用超硬膜?增加表面硬度:工具钢、模具钢或硬质合金工具,可提升表面硬度3-5倍,减少工具的磨耗量;减少摩擦系数:可避免成型模具表面刮伤等问题,提高产品精度,降低模具耗损,延长模具使用寿命提高产品品质:提高耐磨及耐热特性,提升加工速率,大幅提升产能。15刀具涂层现代切削刀具的标志涂层刀具是在强度和韧性较好的硬质合金或高速钢(HSS)基体表面上,利用气相沉积方法涂覆一薄层耐磨性好的难熔金属或非金
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