一种常见的CVD涂层是采用三种气体——四氯化钛(TiCl4)、氢气(H2)和氮气(N2)——来产生氮化钛(TiN)+氯化氢(HCl)。HCl是该工艺的二次产物,必须按照严格的环保法规进行处理。CVD法的优势包括较好的涂层粘附性,以及涂层分布的均匀性。CVD法的缺点是:涂层时的高温会对基体产生不利影响,适用的涂层材料不多(因为涂层材料是以气态形式提供的),以及工艺循环时间长。PVD涂层是一种相对较新的刀具涂层方法,在刀具行业正变得日益流行。PVD法是在真空环境中,将涂层材料从材料源(靶材)经过传送空间转移到基体上。该方法采用加热或电源供能的方式,将涂层材料气化,然后使气化的材料附着在基体上。类金刚石(Diamond-like carbon,DLC)涂层具有良好的减摩、耐磨性能,已成为当前研究的热点。韶关塑胶类金刚石咨询
比较早应用的刀具PVD涂层材料是TiN,是将靶材(金属固体材料)转换成电离状态,在电场作用下金属离子在工件表面与活化了的氮形成2~4μm厚的薄膜涂层,具有较高的硬度和耐磨性,抗氧化温度在550~600℃;而进入本世纪后,使用具有一定原子比的钛铝合金靶作为靶材,通过磁控溅射法制得的TiAlN涂层正逐渐代替TiN涂层成为主流涂层,其比较高工作温度可达1150℃,更好得满足这种高速高温切削的需要。TiN涂层刀具适用在低速和低温切削条件下,磨损形式主要是粘着磨损和磨粒磨损,表面脆性大,抗拉强度低,涂层当中常常存在有残余应力。而TiAlN涂层刀具随着切削速度的增大,切削温度的提高,刀具表面逐渐形成的致密的Al2O3保护膜具有润滑作用,减少了切削摩擦及切屑对于刀具的黏着,使得切削力进一步减少。高精密模具类金刚石DLC薄膜将高硬度、低摩擦系数、耐磨损、抗划伤性、耐腐蚀性、抗粘连、化学稳定性等特性完美地结合。
DLC涂层工艺流程:1.工件基体处理。这一步更为重要。只有将工件抛光到小于Ra0.2um的工件上,才能获得满意的表面质量,这对于一些具有光学性能要求的零件的成型非常重要,类似于成型光学镜头和成型LED零件。操作时,应注意基体表面处理不能留下死角,这会影响膜层是否能与基体牢固结合。2.充分清洁。要涂的工件要充分清洗,涂的母材。质量水平和几何形状决定了清洗过程。工件安装在设定的夹具上,夹具是在优化腔体装载尺寸,保证涂层均匀的基础上设计的。清洗方法是将真空室抽真空至10-6托(高真空),消除系统中的任何污染物,将惰性气体通入真空室,使其离子化,导致辉光放电(等离子体),这是在气体清洗阶段准备金属沉淀。3.金属沉淀。在用于沉淀的固体金属上(指靶材)加载高电流。低压电弧,金属蒸发并立即离子化,在高能作用下通过惰性气体或活性气体进入腔体,沉淀在工件上。在金属沉淀过程中蒸发的金属(靶材)保持不变。在促活沉淀过程中,改变气体的体积或类型会改变膜层的性质,形成碳化物、氮化物或氧化物等陶瓷。同样,不同的膜层也可以通过改变靶材的材料来产生。
国内外一些研究者另辟蹊径,将传统的表面处理技术如渗碳、氮化、镀铬等与现代的PVD、CVD等处理技术相结合,选择不同的金属和金属氮化物、碳化物作为过渡层,DLC层掺杂金属合金。这些工作都不同程度的改进了DLC涂层的力学、摩擦磨损以及各种物理化学性能,从而解决了DLC涂层应用于活塞环的一些技术瓶颈。目前在活塞环上主要是采用先将活塞环做气体氮化或离子氮化,然后再与DLC涂层结合的复合处理方式,以铬、钨等氮化物为过渡层,由于氮化后的活塞环基体表面有较深的硬化层,具有一定的硬度、耐磨性和残余压应力,构成了DLC涂层理想支承体,其承载能力远远超过未氮化基材.涂层的附着性能都大为提高。同时由于进行了全表面的氮化处理,进而提高了活塞环的整体耐磨性。DLC类金刚石涂层原理是什么?
DLC涂层是一种由石墨原子组成的碳材料,类似于钻石。PVD涂层是物理qi相沉积,是指通过PVD加工制作各种涂层的涂层。那么DLC涂层和PVC涂层有什么区别?一、特点不同。PVD涂层具有耐磨、耐腐蚀、装饰、导电、绝缘、光导、压电、磁性、润滑等特点。DLC涂层具有硬度高、摩擦系数低、耐磨、耐腐蚀、附着力好、环保等特点。二、方法不同。PVD涂层方法有:真空蒸镀、溅射镀、电弧等离子体镀、离子镀、分子束延伸等。DLC涂层包括真空蒸发、溅射、等离子体辅助化学气相沉积、离子注射等。三、用途不同。PVD涂层普遍应用于航空航天、电子、光学、机械、建筑、轻工、冶金、材料等领域。DLC涂层普遍应用于钻头、铣刀、光盘模具及其辅助模具、剪刀、刮刀、粉末冶金模具、塑料模具、引线框弯曲模具、玻璃模具、镁合金加工模具、轴承等机械功能领域。金刚石膜和类金刚石膜的区别在什么地方?深圳DLC类金刚石厂家
非晶体金刚石,或者称类金刚石涂层,是用物理Q相沉积(PVD)工艺涂覆的碳薄膜。比仍有较大差异。韶关塑胶类金刚石咨询
PVD涂层制备过程中的常见外表缺点。1、大液滴是PVD涂层制备过程中,高能离子轰击靶材获得高堆积功率工况下的典型缺点,一般颗粒的三维尺度比较均匀,大于1.5um,是严重影响刀具加工精度的涂层缺点,对刀具的重复定位精度和加工件的外表质量有影响。2、结瘤与片状凸出是由于真空室内的颗粒或者基体外表的颗粒在涂层堆积曾经附着在基体外表,跟着堆积存在于涂层当中,往往是较为松软的涂层缺点,缺点的面积尺度往往的大于高度,在运用中易于剥落。3、空泛或盘形坑PVD涂层中存在与涂层的结合不牢的外来颗粒在高应力效果下进行自发掉落,构成空泛缺点;基体之间存在污染,在真空室冷却时由于热应力效果而掉落构成盘形坑或露出基体缺点。4、或气泡当基体外表存在狭窄的凹坑时,涂层堆积过程中在凹坑边优先生长,逐渐构成涂层缺点,而进行外表抛光处理时,这种缺点外表一层薄薄的涂层被磨掉,露出出来。气泡是100-400nm微颗粒,真空室内构成片状,当他们穿过等离子体时能够得到电荷,这种离子能够到达基体外表,并且在电荷的效果下被固定在基体外表,堆积过程中构成气泡式缺点。韶关塑胶类金刚石咨询
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