塗層技術及工藝流程塗層技術及工藝流程塗（tú）層技術及工藝（yì）流程塗層技術及工藝流程（chéng）     1.真空塗層技術的發展   真空塗層（céng）技術起步時間不長，國際上在上世紀六十年代才出現將CVD(化學氣相沉積)技術應用於硬質合金（jīn）刀具上。由於   該技術需在高溫下進行(工藝溫度（dù）高於 1000ºC)，塗層種（zhǒng）類單一，局限性很大，因此，其發展初期未免差強人意。   到了上（shàng）世紀（jì）七十年代末，開始（shǐ）出現 PVD(物（wù）理氣相沉積) 技術，為真空塗（tú）層開創了一個充滿燦爛前景的（de）新天地，之後在短短的二（èr）、三十年間PVD 塗層技術得到迅猛發（fā）展，究其原因，是因為（wéi）其在真空密封的腔體內成（chéng）膜，幾乎無任何環境汙染問題，有利於環（huán）保;因為其能得（dé）到光亮、華貴的表麵，在顏色上，成熟的有七彩色、銀色、透明色、金黃色、黑色、以及由金黃色到（dào）黑色之間的任何一種顏色，可謂五彩繽（bīn）紛（fēn），能（néng）夠滿足裝飾性的各種需要;又由於 PVD 技術，可以輕鬆得到其他方法難以獲得的高硬度、高耐磨性的陶瓷塗（tú）層、複合塗層，應用在（zài）工裝、模具上麵，可以使壽命成倍提高，較好地實現了低成本、高收益的效果;此外， PVD 塗層技術具有低溫、高能兩個特點，幾乎可以在任何基材上成膜，因此，應用（yòng）範圍十分廣闊，其發展神速也就不足（zú）為（wéi）奇（qí）。   真空塗（tú）層技術發展到了今天還出現了PCVD(物理化學氣相沉積（jī）)、MT-CVD(中溫化學（xué）氣相沉積)等新技術（shù），各種塗層設備、各種塗（tú）層工藝層出不（bú）窮，如今在這一領域中，已呈現出百花齊放，百家爭鳴的（de）喜人景象。   與此同時，我們還應該清醒（xǐng）地看到，真空塗層技術的發展又是嚴重不平衡的。由於刀具、模具的工作環境極其惡（è）劣，對（duì）薄膜附著力的要求，遠高於裝飾（shì）塗層。因而，盡管裝飾塗層的廠（chǎng）家已遍布各（gè）地，但能夠生產工模塗層的廠家並不多。再加上刀具、模具塗層售後服務的欠缺，到目前為止，國內大多數塗層設備廠家都不能提供（gòng）完整的刀（dāo）具塗層工藝（yì）技術(包括前（qián）處理工藝、塗層工藝、塗後處理工藝、檢測技術、塗層（céng）刀具和模具的（de）應用技術等)，而且，它還要求工藝技術人員，除（chú）了精通塗層的專業知（zhī）識以外（wài），還應具有紮實的金屬材料與熱處理知識、工模塗層前（qián）表麵預處理知識、刀具（jù）、模具塗（tú）層的合理選擇以及上機使用的技術   要求等，如果（guǒ）任一環節出現問題，都會給使用者產生（shēng）使用效果不（bú）理想這樣的結論。所有這些，都嚴重製約了該技術在刀具、模具上的應用（yòng）。   另一方麵（miàn），由於該（gāi）技術是一（yī）門介乎（hū）材料學、物理學、電子、化學等學科（kē）的新興邊緣學科，而國內將其（qí）應用於刀具、模具生產領域內的為數不多的幾個（gè）骨（gǔ）幹廠家（jiā），大多走的也是一條（tiáo）從國外引（yǐn）進先進設備（bèi）和工藝技術的路（lù）子，尚需一個消化、吸收的過程，因此，國內目前在該領域（yù）內的技術（shù）力量與（yǔ）其（qí）發展很不相稱，急需奮起直追。   2. PVD 塗層的基本概念及其特點   PVD 是英文“Physical Vapor Deposition”的縮寫形式，意思是物（wù）理氣相（xiàng）沉積。我們現在一般地把真空蒸鍍、濺射鍍膜、離子鍍等都稱為物理氣相沉積。   較（jiào）為成熟的 PVD 方法主要（yào）有多弧鍍與磁控濺射鍍兩種方式（shì）。多弧鍍設備結（jié）構簡單，容易操作。它的離子蒸發源靠電焊機電源供電即可工作，其引弧的過程也與電焊類似，具體地說，在一（yī）定工藝氣（qì）壓下（xià），引弧針（zhēn）與蒸發離（lí）子源短暫接（jiē）觸，斷開，使氣體放電。由於多弧鍍（dù）的成因主要是借助於不斷移（yí）動的弧斑，在蒸發（fā）源表麵上連續形成熔池，使金屬（shǔ）蒸發後，沉積（jī）在基體上而得到薄膜層的，與磁控濺射相比（bǐ），它不但有靶材利用率高，更（gèng）具有金屬離子離化率高，薄膜與基體之間結合力強的優點。此外，多弧鍍塗層顏色較為穩定，尤其是在（zài）做 TiN 塗層時，每一批次均容易得（dé）到相同穩定的金黃色，令磁控濺射法望塵莫及。多弧鍍的（de）不足之（zhī）處是，在用傳統的 DC 電源做低溫塗層條件下（xià），當塗層厚度達到0.3μm 時，沉積率（lǜ）與反（fǎn）射率接近，成膜變（biàn）得非常困難（nán）。而且，薄膜表麵開始變朦。多弧鍍另一個（gè）不足之處（chù）是，由於金屬是熔後蒸發（fā），因此沉積顆粒較大，致密度低，耐磨性比磁控濺（jiàn）射法（fǎ）成膜差。   可見，多弧鍍膜與磁控濺射（shè）法鍍膜各有優（yōu）劣，為（wéi）了盡可能地發揮它（tā）們（men）各自的優越（yuè）性，實（shí）現互補，將多弧技術與磁控（kòng）技術合而為一的（de）塗層機應運而生。在工藝上出現了多弧（hú）鍍打底，然（rán）後利（lì）用磁控濺射（shè）法（fǎ）增厚塗層，最後再利用多弧鍍達到最終穩（wěn）定的表麵塗層（céng）顏色的新方法。   大約在八十年代中後期，出現了熱陰極電子（zǐ）槍蒸發離子鍍、熱陰（yīn）極弧磁控等離子（zǐ）鍍膜機，應用效果很好，使TiN 塗（tú）層刀具很快得到（dào）普及性應用。其中熱陰極電子槍蒸發離子鍍，利用銅坩堝加熱融化被鍍金屬材料，利用鉭燈絲給工件加熱、除氣，利用電子槍增強離化率，不但可以得到厚（hòu）度 3~5μm的TiN 塗層，而且其結合力、耐磨性均有不俗表現，甚至（zhì）用打磨的方法都難以除去。但（dàn）是（shì）這些設（shè）備都隻適合於 TiN塗層（céng），或純金屬薄膜。對於多羞羞视频_羞羞漫画_羞羞视频在线观看_羞羞漫画在线观看_羞羞漫画SSS_羞羞色漫_羞羞网站_羞羞漫画在线_羞羞小视频_羞羞影院_羞羞漫画免费观看_羞羞漫画官网塗層或複合塗層，則力不從（cóng）心，難以適應（yīng）高硬度材料高速切   削以及模（mó）具（jù）應用多樣性（xìng）的（de）要求（qiú）。   3. 現代（dài）塗層（céng）設備(均勻加熱技（jì）術、溫度測量技（jì）術、非平衡磁控濺射技術、輔助陽極技術、中頻電源（yuán）、脈衝技術) 現代塗層設備主要由真空室、真空獲得部分、真（zhēn）空測量部分、電源供給部分、工藝氣體輸入係統、機械傳動（dòng）部分、加熱及測溫（wēn）部件、離子蒸發或濺射源、水冷係統等部分組成。   3.1 真空室   塗層設備主要有連續塗層生產線及單室塗層機兩種（zhǒng）形（xíng）式，由於（yú）工模塗層對加熱及機械傳動部分有較高要求，而且工模形狀、尺寸千（qiān）差萬別，連續塗層生產線通常難以滿足（zú）要求（qiú），須采用單（dān）室塗層機。   3.2 真空獲得（dé）部分   在真空（kōng）技術中，真空獲得部分是重要組成部分。由於工模件塗層（céng）高附著力的要求，其塗層工藝開始（shǐ）前背景真（zhēn）空度最好高於6mPa，塗層工藝結（jié）束後真空度甚至可達 0.06mPa 以上，因此合理選擇真空獲得設備，實現高真空度至關重（chóng）要。   就（jiù）目前來說，還沒有一種泵能從大氣壓一直工作到接近超高真空。因此，真（zhēn）空的獲得（dé）不是一種真空設備和方法所能達（dá）到的，必須將（jiāng）幾種泵聯合使用，如機械泵、分子泵係統等。   3.3 真空測量部分   真（zhēn）空係統的（de）真空測量部分，就是要（yào）對真空室內的壓強進（jìn）行測量。像真空泵（bèng）一樣，沒有一種真空計能測量整個真空範圍，人（rén）們於是按不同的原理和要求製成了許多種類（lèi）的真空計。   3.4 電源供（gòng）給部分（fèn）靶電源主要有直（zhí）流電源(如 MDX)、中頻電源(如美國 AE公司生產的（de） PE、PEII、PINACAL);工件本身通常需加直流電源(如 MDX)、脈衝（chōng）電源（yuán）(如美國AE公司生產的 PINACAL+)、或射頻電源(RF)。   3.5 工藝氣體輸入係統   工藝氣體，如氬氣(Ar)、氪氣(Kr)、氮氣(N2)、乙炔(C2H2)、甲烷(CH4)、氫氣（qì）(H2)、氧氣(O2)等，一般均由氣瓶供應，經氣體減壓閥、氣體截止閥、管（guǎn）路、氣體（tǐ）流量計、電磁閥、壓電閥，然後通（tōng）入真空（kōng）室。這種（zhǒng）氣體（tǐ）輸入係統的優點是，管路簡捷、明（míng）快，維修或更（gèng）換氣瓶容易。各（gè）塗層機之間互不影響。也有多台（tái）塗（tú）層機共用一組（zǔ）氣瓶的情況，這種（zhǒng）情況在一些規模較大的塗層車間可能有機會看到。它的好（hǎo）處是，減少氣瓶占用量，統一規劃、統一布局。缺點是，由於接頭增多，使漏氣機會增加。而且，各塗層機之間會互相幹擾，一（yī）台塗層機的管路漏氣，有可能會影響到（dào）其他塗層機的產品質量。此外，更換氣瓶時，必須保證所有主機都處於非用氣狀態。   3.6 機械傳動部分   刀具（jù）塗層（céng）要求周邊必（bì）須厚度均勻一致，因此，在塗層（céng）過程中須有三個（gè）轉動量才能滿（mǎn）足要求。即在要求大工件台轉動(I)的同時，小的工件承載（zǎi）台也轉動（dòng）( II),並（bìng）且工件本身還能同時自轉（zhuǎn）(III)。   在機械設計上，一般（bān）是在大工件轉盤底（dǐ）部中央為一大（dà）的主動（dòng）齒輪，周圍是一（yī）些小的星行輪與之齧合（hé），再用撥叉撥動工件自轉。當然，在做模具塗層時，一般有兩個轉動量就足夠了，但是齒輪可承載量必須大大增強。   3.7 加（jiā）熱及測溫部（bù）分   做工模塗層的時候，如（rú）何保證被鍍工件均勻加（jiā）熱比（bǐ）裝飾塗   層加熱要重要得多。工模塗層設備一般均有前後兩個加（jiā）熱器，用熱（rè）電偶測控溫度（dù）。但是，由於熱電偶裝夾的為置不同，因而，溫度讀數不可能是工件的（de）真實溫度。要想測得工件的真實（shí）溫度，有（yǒu）很多方法，這裏介紹一種簡便易行（háng）的表麵溫度計法 (Surface Thermomeer)。該溫度計的工作原理是，當溫度計受熱，底部的彈簧將受熱膨脹（zhàng），使指針推動定位指針旋轉，直（zhí）到（dào）最高溫度。降溫的時候（hòu），彈簧收縮，指針反向旋轉，但定位指針維持（chí）在最高溫度位置不動，開門（mén）後，讀取定位指針指示的溫度（dù），即為真空室內加熱時，表麵溫度計放置位置所曾達到（dào）的最高溫度值。   3.8 離子蒸發及濺射源   多弧（hú）鍍的蒸發源一般為圓餅（bǐng）形（xíng），俗稱圓餅靶，近幾年也出現了長方形的多弧靶，但未見有明顯（xiǎn）效（xiào）果。圓餅靶裝在銅靶座(陰極座)上麵，兩者為（wéi）羅紋連接。靶座中裝有磁鐵，通（tōng）過前後移動磁鐵，改變磁場強度，可調整弧斑移動速度及軌跡。為了降低靶（bǎ）及靶座的（de）溫度，要給靶（bǎ）座不斷通入冷卻水。為了保證靶與（yǔ）靶座之間的高導電、導熱性，還可以在靶與靶座之（zhī）間（jiān）加錫（xī）(Sn)墊片。磁控濺射鍍膜一般采用長方形或圓柱形靶材，   3.9 水（shuǐ）冷係統   因為工模塗層時，為（wéi）了提高金屬原子（zǐ）的離化率，各個陰極靶座（zuò）都盡（jìn）可能地采用大的功率輸出，需（xū）要充分冷卻;而且，工模塗層（céng）中的許多種塗層，加熱溫度（dù）為 400~500ºC，因此，對真空室壁（bì）、對各個密封麵的冷卻也很重要，所以冷卻水最好采用（yòng）18~20ºC 左右的冷（lěng）水機供水。為了防止開（kāi）門後，低溫的真空室壁、陰極靶與熱的空氣接觸析出水珠，在開門前 10 分鍾左右，水冷係統（tǒng）應有能力切換（huàn）到供熱水狀態（tài），熱水溫度約為 40~45ºC。   4. 工模具PVD 的工作步驟   工模具（jù） PVD 基本工藝流程可簡（jiǎn）述為：IQC→前處理→PVD→FQC，分別介紹如後。   4.1 IQC   IQC(In Quality Control)的主要工作除了常規（guī）的清點數量   ，   檢查圖紙與實物是否相符外，還須仔細檢查（chá）工件表麵，特別（bié）是刃口部（bù）位有無（wú）裂紋等（děng）缺陷。有（yǒu）時對於一些刀具、刀粒的刃（rèn）口，在體式顯微鏡下觀察（chá），更方便發現問題;另外，IQC 的人員還要注意檢查待鍍（dù）膜件有無塑膠、低熔點的焊料等，這些東西如果因漏檢而混入（rù）鍍膜程序，則將在真空室內嚴重放氣，輕者造（zào）成整批產品脫塗層，重者使（shǐ）原本 OK 的產（chǎn）品報廢，後果不堪（kān）設想。   4.2 前處理工藝(蒸汽槍、噴砂、拋光、清洗)   前（qián）處理的目的是淨化或粗化工件表麵。淨化就是要去除各種表麵玷汙物，製備潔淨（jìng）表麵。通常使用（yòng）各種淨化劑，借助機械、物理或化學的（de）方（fāng）法進行（háng）淨化。   粗化與光（guāng）蝕相反，其目的在於製備粗（cū）糙的表麵以提（tí）高噴塗層或塗料裝飾的結（jié）構強度。我（wǒ）們現在已有的前處理主（zhǔ）要方法為：高溫蒸洗、清洗、噴砂、打磨、拋光等方法。   4.2.1   高溫蒸洗   目前，PVD 車間（jiān）常用的高溫蒸洗設（shè）備是蒸（zhēng）汽槍。它的最大工（gōng）作溫度可達 145?C，氣壓在 3~5 巴左右。由於模具中經常帶有一些細小（xiǎo）孔、螺紋孔，孔（kǒng）內（nèi）中（zhōng）常常有油汙、殘餘冷卻液等雜（zá）質，用（yòng）常規清洗的方法難以除去。此時，高溫蒸洗（xǐ）設備便可最大程度的發揮它的優越性。   
4.2.2   清洗   各廠工模塗（tú）層前清洗（xǐ）程序大（dà）致如下：   1.超聲波除蠟→2.過水→3. 超聲波（bō）除油→4.過水→5. 超聲波（bō）自換→6.過水→7.過純水→8.強風幹燥   具體實施時，與我們所熟悉的裝飾塗層前的清洗又有許多不同。這是因為裝飾塗層的底材大多為不鏽鋼或鈦合金，不容易生鏽。此外，裝飾塗層對水印、點痣（zhì）等缺陷（xiàn）是絕對不允（yǔn）許的。因此，裝飾塗層對純水的水質要求（qiú）極高，甚至要（yào）達到 15MΩ 以上。要保證清洗的高質量（liàng），可以通過反複（fù）清洗，並在（zài）高質量的純水加超聲波中長時間浸泡（pào）來（lái）得到。但是，工模的清洗就不同，尤其是一些熱（rè）做模具鋼，如果像裝飾塗層那樣（yàng）去清洗，就（jiù）會鏽得一塌糊塗。   由於工模塗層的原始表麵狀態，除了一些高標準的鏡麵模具以外，一般較裝飾塗層要粗糙，因而，對塗（tú）層後的表麵狀態的要求也不象裝（zhuāng）飾塗層那樣（yàng）高，這就（jiù）允許我們采取快（kuài）速過水，用幹燥、無油的壓縮空氣吹幹（gàn），然（rán）後對工（gōng）模強風（fēng）幹燥的方法（fǎ）來處理。而那些高標準（zhǔn）的鏡麵（miàn）模（mó）具，一般均為136 等不鏽鋼，可以借用裝飾塗層的清洗（xǐ）法。   總而言之，工模塗（tú）層前的清洗方法因（yīn）工模所使用的材料的不同而不同，因工模塗層前的表麵狀（zhuàng）態的不同而不同，且不可千（qiān）篇一（yī）律。下麵是幾（jǐ）種材料生鏽由難到易的排序，供參考：
不鏽鋼（gāng）、硬質合（hé）金、金屬陶瓷合金、DC53、高（gāo）速鋼（gāng）、8407 有一種自（zì）動清洗機型號為 CR288，產自德國。該機一次最大（dà）   清洗量為 80KG，主要用（yòng）於清洗刀具、小型零部件、或小尺寸的模具。它（tā）共有三個清洗缸，裏麵的溶液（yè）分別為自（zì）來水+清洗劑、自來水、去離子水。除了常見的超聲（shēng）波、大水衝洗、噴淋、擺動、熱風幹燥等功能外，該（gāi）機另外一個優點是最後設有抽真空步驟，可（kě）以使水分盡（jìn）快揮（huī）發掉。   自動清洗機（jī）內存十種工（gōng）藝，均由供方預先設定。一至九（jiǔ）可分別用於不同類型的產品、不同的表麵狀態的淨化處理。第十（shí）種（zhǒng）用於加注（zhù）清洗劑。   4.2.3   噴砂   噴砂法（fǎ）是借助（zhù）壓縮空氣使磨料強力衝刷工件表麵，從而（ér）去除鏽蝕、積碳、焊渣、氧化皮、殘鹽、舊漆層等表（biǎo）麵缺陷。按磨（mó）料使用條件，噴砂分為幹噴砂與濕噴砂兩類。   噴砂的工藝參（cān）數主要有槍距、傾角、裝夾台旋轉速度、移動（dòng）速度、行程、往（wǎng）返次數、噴砂時間、噴砂氣壓。我們已使用過的參數有槍距：30~70mm; 傾角 30~70?C; 裝夾台旋轉速度 10~30;往返次數 3~9 次;噴砂氣壓：1.8~3.5 巴等（děng）。具體操作時，根據工件表（biǎo）麵髒汙程度，工件硬度，工件表麵幾何（hé）形狀等因素，選取上下限。我們在（zài）幹噴砂機中所選用的磨料為玻（bō）璃珠，適合噴一些硬度介（jiè）中的材（cái）料，如油鋼（gāng）、模具（jù）等;在液體噴砂機中所選用的磨料為氧化鋁，硬度較高，適合噴一些硬度高的材料，如硬質合金材料。對於工模塗層而言，噴砂所使用的磨料粒度也很重要。如果（guǒ）磨料粒度過大，則（zé）工件表麵太粗糙;如果磨料粒度太（tài）小，又會降低衝擊力度，甚至嵌在工件表麵（miàn），清洗難以去除，從而使工件塗層附著力降低。為此，歐洲一些國家，對工（gōng）模（mó）塗層前（qián）噴砂（shā）   所用磨料粒度做過仔細研究，嚴格到必須保證 85%以上的晶粒度在中 A、B 兩點範圍內才能使用。相比之下，我國磨料的供應商還缺乏這方麵的共識，我們也很少有做這方麵的檢驗。   4.3 PVD 塗層工藝(加熱、離子清洗、塗層、冷卻、工藝氣體（tǐ）、氣壓、溫（wēn）度、濺射（shè）功率)   4.4 FQC   FQC 的英文全拚為：“Function Quality Control”，意思是功能質量控（kòng）製，它有別與一般意義上（shàng）的 OQC(Out Quality Control) 。FQC 的內容主要包括外觀檢查、層深檢查、附著力檢（jiǎn）查、耐磨性檢查、抗蝕性檢查（chá）、模擬性測試等方法。我廠目前應用的主要（yào）有外觀檢查、層深（shēn）檢查和（hé）附著力檢查。由於我（wǒ）們所接觸的產品大多都是不允許做破壞性（xìng）檢查的，因而我們在鍍膜時，每批都會放進隨批試樣。做層深檢查和附著力檢查的時候，大多數情況下，實際上是對隨批（pī）試樣進行檢查。因為試樣與產品在原材料、熱處（chù）理狀態、裝夾位置等（děng）方麵都難（nán）於一致，所以這樣檢測出的結果，與產品實（shí）際值（zhí）會有一定的誤差。有時可能還會有相當大的誤（wù）差，隻能做參考使用。當然，必要的時候，我們也可以通過製作模擬件，達（dá）到準確測量的目的。  
 4.4.1   外觀（guān）檢
對於開門取件後的產品，應仔細檢查表麵有無裂紋（wén）、掉塗層、疏鬆等（děng）缺陷。對於（yú）刀具、刀粒，還需在顯微鏡下仔細檢查它們的（de）刃口狀態。   4.4.2   層深檢（jiǎn）查   層深（shēn）檢查（chá）有切片金相觀察法、X-ray 檢查法、用單色光做光源的光學測試法、球磨儀測試法等多種方法。工模塗層的層深檢查是（shì）在球磨儀上進行的。方法是先用直徑為 10mm 的鋼球與測試表麵滾磨（mó），然後在顯微鏡下測（cè）量磨痕的有關數據，帶入公式（shì）中，即可（kě）方便算出層深。   這種層深檢查（chá）法（fǎ）的特點（diǎn）是：方便適（shì）用，誤差稍大。但這種誤差應用於工（gōng）模（mó）上麵（miàn）影響不會太大。有興趣的同事還可（kě）參閱（yuè）有關的說（shuō）明書。附著力的檢（jiǎn）查方法有很多，各個（gè）廠根據自己產（chǎn）品的特點，都製定了相應的檢測方法。其（qí）中，比較權（quán）威的方法有（yǒu）兩種，一種是在洛氏硬度計上，以圓錐型金剛石壓頭做壓痕試驗，在顯微鏡下觀察，以壓痕（hén）周邊（biān）裂紋的多少來判斷塗層附著力的高低。該方法對金剛石（shí）壓頭（tóu）的形狀要求很高，不但嚴格要求中心點在圓的中心，而且金剛石圓錐的圓度必須十分規則（zé）。遺憾的是，目前，我國還沒有（yǒu）它的國（guó）家或行（háng）業標準;另一種方法是劃痕法，我國有些塗層發起較早的科研部門，也是（shì）采用的該方法，有專門的國家行業標準可供查詢。   5. 工裝夾具的處理   6. 塗（tú）後處理工藝(噴砂、塗脂技術，拋光處理)   7. 檢測技術(結合力的（de）檢測、層深的檢測、酸蝕)   8. 塗層剝離技術(TiN/TiAlN 的剝（bāo）離技術、CrN/DLC/CrAlTiN 的剝離技術、硬質合金的（de）表麵塗層剝離技術)   9.塗層刀具（jù）的應用技術(塗層（céng）的正確（què）選擇、塗層刀具的正確（què）使用   塗（tú）層對刀具的優化非常大，由（yóu）於高速切削加工比傳統切削加工所產生（shēng）的溫度要高，應用塗層，可以發揮其耐高溫、抗氧化及加硬材質等作用。例如，氮化鉻(CrN)塗層可降低磨擦係數，改（gǎi）善光潔度及排屑情況