物理氣相沉積鍍膜技術在模具上的應用---蒸鍍
氣相沉積鍍膜技術通常是在工件表面覆蓋厚約0.5~10微米的一層過渡族元素(Ti、V、Cr、Zr、W、Mo、Ta、Nb、Hf)與C、N、O和B的化合物。
氣相沉積鍍膜按機理可分為物理氣相沉積(通稱PVD)和化學氣相沉積(通稱CVD)兩種。物理氣相沉積
PVD—Physical Vapor Deposition
定義:在真空條件下,用物理方法產生分子、原子、或離子,然后沉積成膜的技術。
清洗:去油→脫脂→除銹→除塵。
物理氣相沉積在模具上的應用
離子鍍可以在較低溫度甚至在室溫進行鍍膜,完全保證零件的尺寸精度和表面粗糙度,因此,可以安排在模具淬火、回火后,即最后一道工序進行,壽命可以提高3~5倍。碳化鈦常用于沖頭、拉深模、彎曲模、壓縮模、擠壓模等。蒸鍍
⒈原理:發源加熱鍍膜材料→材料氣化(分子、原子、原子團)→在真空室內形成飽和蒸氣→在基體表面凝聚、沉積成膜。
⒉成膜機理
⑴、形核:①、蒸氣流和基片碰撞,一部分被反射,一部分被吸附。②、沉積原子碰撞,形成簇團(cluster)。③、當原子數超過某一臨界值時就變為穩定核。
⑵、長大:①、穩定核通過捕獲入射原子的直接碰撞而長大。②、繼續生長,和臨近的穩定核合并,進而變成連續膜。
⒊蒸鍍設備簡介
⑴、電阻加熱法
原理:電阻絲直接加熱鍍膜材料(或蒸發器皿加熱、或通過坩堝加熱鍍膜材料)→蒸發→沉積。
優點:設備簡單。
缺點:①、坩堝污染或燈絲污染。②、蒸發溫度小于1500℃,不能用于高熔點成膜材料。③、加熱蒸發速度慢幾乎已被淘汰。
⑵、高頻感應加熱法
原理:利用高頻感應直接加熱鍍膜材料→蒸發→沉積
優點:①、五坩堝污染。②、得到的膜層純凈且不受帶電粒子的損害。
缺點:①、盡管加熱速度比電阻法快,但仍不足夠快。②、不能對坩堝進行去氣。③、溫度仍不足夠高。
⑶、電子束加熱法
原理: 電子束對坩堝內材料直接加熱→蒸發→沉積。
優點:①、結構簡單,www.syfukang.com電源設備小,便于應用。②、加熱快,無坩堝污染。③、偏轉裝置可避免燈絲與蒸發流接觸產生電弧。同時避免燈絲被污染。④、能量集中,溫度高,因此這種蒸發源對高、低熔點的膜料都能適用,尤其適合蒸發熔點高達2000℃左右的氧化物。
缺點:設備復雜,投資大。
⑷、激光加熱法
原理:運用高功率激光束,聚焦照射到蒸鍍材料的表面→蒸發→沉積
優點:①、由于激光束的能量密度高,可以加熱蒸發高熔點鍍膜材料,如陶瓷材料等。②、能夠實現化合物的蒸發沉積且不會產生分餾現象。
缺點:①、激光蒸鍍法的局限性在于出光窗口容易受到污染而影響透光性能。②、設備復雜,投資大。
⒋蒸鍍的主要問題
合力低→因蒸鍍粒子能量低→主要用于功能薄膜得研究開發。更多信息
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