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國內(nèi)外研究人員一直致力于開發(fā)取代電鍍的表面防護(hù)技術(shù)的研究,物理氣相沉積(PVD)技術(shù)作為一種環(huán)境友好技術(shù),具有很多其他技術(shù)所不具備的特點(diǎn),通過控制其工藝參數(shù)可以得到晶粒細(xì)小、厚度均勻、膜基結(jié)合力優(yōu)異的鍍層;同時(shí)由于PVD是一種干法鍍技術(shù),可以避免濕法鍍時(shí)酸性或堿性電解質(zhì)溶液殘留在磁體孔隙內(nèi)和電鍍過程中磁體吸氫而導(dǎo)致鍍層脆裂的缺點(diǎn)。然而,PVD表面處理受批量生產(chǎn)成本和某些因素的限制,現(xiàn)在并沒有大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。真空鍍膜設(shè)備應(yīng)用十分廣泛,如今在我們的生活中到處可見,是必不可少的一項(xiàng)技術(shù)。
真空鍍膜主要指一類需要在較高真空度下進(jìn)行的鍍膜。真空鍍膜設(shè)備若有灰塵,將會影響真空鍍膜的效果和質(zhì)量。真空鍍膜設(shè)備真空熱處理是指金屬制件在真空或先抽真空后通惰性氣體條件下加熱,然后在油或氣體中淬火冷卻的技術(shù)。涂覆PVD涂層的的實(shí)例包括,鉆頭和針頭,以及用于各種裝置組件以及應(yīng)用的“磨損”部件。由于真空熱處理時(shí),工件基本不氧化,鋼件不脫碳,采用通氣對流加熱方式還可使加熱均勻,減少表面和心部的溫差,從而也減少畸變。目前它已成為工模具不可或缺和的熱處理工藝。
在真空條件下加熱工件,主要依賴輻射。由于輻射傳熱與溫度的4次方成比例,所以在850℃以下輻射效果不高,工件加熱速度很慢
蒸發(fā)式真空鍍膜機(jī)的工作原理:通過加熱蒸發(fā)某種物質(zhì)使其沉積在固體表面,稱為蒸發(fā)鍍膜。這種方法早由M.法拉第于1857年提出,現(xiàn)代已成為常用鍍膜技術(shù)之知一。 蒸發(fā)物質(zhì)如金屬、化合物等置于坩堝內(nèi)或掛在熱絲上作為蒸發(fā)源,待鍍工件,如金屬、陶瓷、塑料等基片置于坩堝前方。待系統(tǒng)抽至高真空后,加熱坩堝使其中的物質(zhì)蒸發(fā)。蒸發(fā)物質(zhì)的原子或分子道以冷凝方式沉積在基片表面。薄膜厚度可由數(shù)百埃至數(shù)微米。PVD技術(shù)制備的鍍層的穩(wěn)定性好、膜基結(jié)合力高、致密度高,在冷熱交變環(huán)境下的防腐能力較強(qiáng)。膜厚決定于蒸發(fā)專源的蒸發(fā)速率和時(shí)間(或決定于裝料量),并與源和基片的距離有關(guān)。對于大面積鍍膜,常采用旋轉(zhuǎn)基片或多蒸發(fā)源的方式以保證膜層厚度的均勻性。從蒸發(fā)源到基片的屬距離應(yīng)小于蒸氣分子在殘余氣體中的平均自由程,以免蒸氣分子與殘氣分子碰撞引起化學(xué)作用。蒸氣分子平均動(dòng)能約為0.1~0.2電子伏。簡言之,蒸發(fā)式真空鍍膜機(jī)的工作原理就是真空室內(nèi)利用電阻加熱法,把緊緊貼在電阻絲上面的金屬絲熔融汽化,汽化了的金屬分子沉積于基片上,而獲得光滑反射率的膜層,達(dá)到裝飾美化物品表面的目的。