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多弧離子PVD鍍膜設(shè)備鍍工藝及應(yīng)用

作者:溫州馳誠(chéng)真空機(jī)械有限公司  來源:http://xingxinbz.com  更新時(shí)間:2016-10-20 13:25:29  點(diǎn)擊次數(shù):
多弧離子PVD鍍膜設(shè)備工藝及應(yīng)用離子鍍基本工藝流程主要是工件的預(yù)熱,離子轟擊濺射清洗,離子沉積;影響離子鍍膜層質(zhì)量的工藝參數(shù)主要是基片偏壓,鍍膜真空度和反應(yīng)氣氣體分壓,基片溫度,蒸發(fā)源功率。
(1)離子鍍基本工藝流程
①工件的預(yù)熱.
一般的離子鍍方法使用烘烤加熱裝置對(duì)工件進(jìn)行加熱,而熱陰極離子鍍則是利用等離子電子束轟擊工件;電弧離子鍍是利用金屬離子轟擊工件,對(duì)工件加熱,達(dá)到預(yù)熱的目的,有時(shí)電弧離子鍍也采用輔助烘烤加熱裝置對(duì)工件進(jìn)行預(yù)熱。
②離子轟擊濺射清洗.
一般離子鍍的離子轟擊濺射清洗是基片施加負(fù)偏壓,利用輝光放電產(chǎn)生的氬離子轟擊基片,對(duì)基片進(jìn)行離子轟擊濺射清洗,而熱陰極離子鍍是利用等離子電子束轟擊輔助陽級(jí),氬離子轟擊基片進(jìn)行離子轟擊濺射清洗;電弧離子鍍是利用金屬離子轟擊工件,對(duì)工件加熱的同時(shí)對(duì)工件進(jìn)行離子轟擊濺射清洗。
③離子沉積.
不同的離子鍍方法在離子沉積時(shí),所使用的源和離化方法不同,具體的設(shè)備不同,沉積的膜層不同,其工藝程序和工藝參數(shù)也不同,因此,應(yīng)根據(jù)具體情況確定沉積的工藝程序和工藝參數(shù),還應(yīng)注意在整個(gè)沉積過程中保持工藝參數(shù)的穩(wěn)定。
(2)影響離子鍍膜層質(zhì)量的工藝參數(shù)
①基片偏壓.
離子鍍膜基片施加負(fù)偏壓后;各種離子和高能中性粒子流以較高的能量轟擊基片表面.基片負(fù)偏壓的提高,會(huì)使基片表面獲得更高的能量,可能形成偽擴(kuò)散層,提高膜層與基體的附著力,還可以改變膜層的組織、結(jié)構(gòu)和性能,如細(xì)化晶粒,圖2表明,隨著基片負(fù)偏壓的提高,膜層組織變細(xì),但是,基片負(fù)偏壓的提高也會(huì)產(chǎn)生一些不利的影響,如反濺射作用的增加,使膜層表面受到刻蝕,使表面光潔程度降低,圖3表明了空心陰極離子鍍鉻時(shí),基片負(fù)偏壓對(duì)鉻膜表面光澤度的影響,基片負(fù)偏壓的提高還會(huì)使沉積速率降低,使基片溫度升高,圖4表明了電弧離子鍍tin膜基片負(fù)偏壓對(duì)沉積速率的影響,因此,應(yīng)根據(jù)不同的離子鍍方法、不同的膜層及使用要求選擇適當(dāng)?shù)幕?fù)偏壓。
②鍍膜真空度和反應(yīng)氣體分壓.
離子鍍膜真空度對(duì)膜層組織、性能的影響與真空蒸鍍時(shí)的影響規(guī)律相似,但反應(yīng)氣體分壓對(duì)反應(yīng)離子鍍鍍制化合物膜的成分、結(jié)構(gòu)和性能有直接的影響,圖5是hcd離子鍍tin膜的硬度與氮?dú)夥謮旱年P(guān)系,因此反應(yīng)氣體的分壓應(yīng)根據(jù)離子鍍方法,化合物膜層的成分、性質(zhì)、使用要求以及設(shè)備來選擇
③基片溫度.
離子鍍膜基片溫度的高低直接影響著膜層的組織、結(jié)構(gòu)和性能。一般情況下,溫度的增高有利于提高膜層與基片的附著力,有利于改善膜層的組織與性能。但是,溫度過高,則會(huì)使沉積速率降低,有時(shí)還會(huì)使膜層晶粒粗大,性能變壞;圖6中hcd離子鍍鉻膜顯微硬度受基片溫度影響的規(guī)律。另外,基片溫度的選擇還要受基片材料性質(zhì)的限制,如鋼材的回火溫度等
④蒸發(fā)源功率.
蒸發(fā)源功率對(duì)蒸發(fā)速率有直接的影響,進(jìn)而影響沉積速率,影響膜層的組織、性能,對(duì)反應(yīng)沉積化合膜時(shí)蒸發(fā)源功率也將影響膜層的成分。
為了獲得所需性能的膜層,應(yīng)綜合分析、考慮各種因素,迭擇鍍膜方法和確定合理的鍍膜工藝參數(shù)。
多弧離子PVD鍍膜設(shè)備鍍工藝及應(yīng)用
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