PVD--真空電鍍介紹

真空電鍍根本知識介紹生技二課2010年2月23日3/18/20241目錄一、真空電鍍定義二、真空電鍍原理三、真空電鍍流程四、真空電鍍流程補(bǔ)充說明五、PVD鍍膜品質(zhì)管控六、退鍍方式七、常見PVD品質(zhì)不良3/18/20242一、真空電鍍定義:是指在真空條件下，將金屬『廠商稱為“靶材”』氣化成原子或離子絡(luò)合物，通過電壓直接沉積到鍍件外表的方法。在日本方面簡稱“IP”『是英語IonPlating的縮寫』，在美國方面簡稱“PVD”『是英語PhysicalVaporDeposition的縮寫』，國內(nèi)稱真空離子鍍。真空鍍的可選顏色較多、鍍層薄、硬度高、附合環(huán)保要求等特點(diǎn)，目前已被廣泛運(yùn)用於金屬外表處理上。3/18/20243二、真空電鍍原理:真空電鍍成膜原理有以下三種方法1.蒸發(fā)鍍是在真空條件下，加熱熔融金屬，使蒸發(fā)的金屬原子或離子絡(luò)合物沉積在鍍件的外表，形成金屬膜的方法。2.濺射鍍是在真空條件下導(dǎo)入氬氣，使之輝光放電，帶正電的氬離子(Ar+)在強(qiáng)電場的作用下轟擊陽極，使構(gòu)成陽極的原子被濺射到鍍件外表形成膜層的方法。3.離子鍍是在真空條件下，以惰性氣體(Ar)和反應(yīng)氣體(O2、N2、C2H2)作介質(zhì)，利用氣體放電而發(fā)生離子化的局部，蒸發(fā)物質(zhì)的離子，中性粒子和非活性氣體，一面轟擊帶負(fù)高壓的鍍件外表，一面生長成膜的方法。3/18/20244二、真空電鍍原理:#離子鍍是蒸發(fā)鍍和濺射鍍相結(jié)合的新技術(shù)，目前用在球頭上主是離子鍍。#真空鍍可以鍍金、鈦、鋯、鉻、銅等金屬，同一種金屬能透過不同的反應(yīng)氣體(O2、N2、C2H2)及氣體的比例，會(huì)形成出不同顏色的鍍層；顏色的深、淺是靠通入反應(yīng)氣體的多少來決定，而色深要比色淺的硬度硬(因通入反應(yīng)氣體少時(shí)，不能使Ti飽和反應(yīng)，鍍膜中有反應(yīng)Ti和鈍Ti，而鈍Ti的硬度比反應(yīng)Ti要低，造成硬度下降)。

3/18/20245三、真空電鍍流程入PVD廠→檢驗(yàn)→清洗→擦拭→上掛具→烘烤(150℃

30分鍾以上)→進(jìn)爐PVD(抽真空、升溫→離子轟擊清洗→鍍膜)→降溫至100℃以下→出爐→下掛→品檢→裝袋→回廠3/18/20246四、真空電鍍流程補(bǔ)充說明1.球頭PVD時(shí)，爐內(nèi)溫度一般設(shè)定在200~300℃，而球頭外表的溫度約350℃(經(jīng)驗(yàn)參考值)。2.球桿PVD時(shí)，爐內(nèi)溫度一般設(shè)定在80℃。從進(jìn)爐到出爐約50~60分鐘，鍍膜時(shí)間57秒，溫度設(shè)定80℃，真空度在1.5×10－2Pa左右。鍍層非常薄，只有外表一金屬的顏色而已，不作硬度和厚度要求。3.抽真空一般在6.0×10－3Pa左右，才通入反應(yīng)氣體。鍍膜後通入惰性氣體(Ar)作為冷卻氣體，把溫度降至100℃以下，才能開爐取出球頭，讓球頭保溫時(shí)間長一些，使鍍層穩(wěn)定。(因?yàn)殄儗永镞€有沒與反應(yīng)氣體反應(yīng)的鈍Ti離子，它們會(huì)與大氣起反而造顏色會(huì)變深。輕微變深是正常的；變太多及色澤不均勻時(shí)，則為不正常。)4.球頭PVD的膜層厚度一般在0.5~0.7um之間(深黑色膜厚已達(dá)到1um以上)。膜層厚度由鍍膜時(shí)間來控制。3/18/20247四、真空電鍍流程補(bǔ)充說明5.球頭PVD鍍前砂面完成面不能為噴氧化鋁砂，因?yàn)樯皟?nèi)的氧化物(或其他雜質(zhì))會(huì)與PVD處理時(shí)參加的氣體起反應(yīng)，從而嚴(yán)重影響品質(zhì)；所以，有噴過氧化鋁砂的部份須用玻璃砂或陶瓷砂重噴過。6.鍍前完成面附著性由好至差依次為:亮面、毛面、噴砂面(陶瓷砂、玻璃砂)。7.電壓和溫度越高膜層的硬度也越高，但這兩個(gè)條件越過一定值時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)外表打火。8.PVD最怕的是球頭不潔，如：油、膠(含球頭的感壓膠)、漆等，送鍍前必須要清洗乾淨(jìng)，否則不單影響膜層，還會(huì)污染PVD爐子，影響設(shè)備的使用壽命。3/18/20248五、PVD鍍膜品質(zhì)管控:1.附著性及耐磨性測試：(G.S目前主要採用落砂測試)a.落砂測試：60#金鋼砂1kg，漏斗距離球頭1.3m，球頭受測面與水平面成45°，落砂2次。b.冷熱測試：先放入100℃熱水中3分鍾，取出後馬上放入5℃以下的冷水中3分鍾，重復(fù)3次。c.蒸氣測試：將水煮沸，讓水蒸氣從壺內(nèi)沖出，使球頭全面與水蒸氣充分接觸，球頭慢速回轉(zhuǎn)一圈(5~10s)。d.耐磨測試:(CLV客戶指定)用客人指定的耐磨測試機(jī)測試，采用荷重為350g,往復(fù)磨擦1000次，每200次觀察一次;3/18/20249五、PVD鍍膜品質(zhì)管控:2.鍍層硬度測試：用維氏硬度機(jī)測試鍍層外表硬度，一般硬度在HV600以上(即HRC50以上)，此硬度非鍍層真實(shí)的硬度，因?yàn)樵O(shè)備的原因，實(shí)際上在測試時(shí)，已把鍍層打破。(實(shí)際的硬應(yīng)在HV1000以上)3/18/202410六、PVD退鍍方式:1.不銹鋼球頭:可用葯水浸泡把鍍層退乾淨(jìng)後回廠打亮；2.鈦類材料球頭:採用雙層電鍍方式,即先鍍一層Cr再鍍Ti,退鍍時(shí)用退Cr葯水退Cr層帶走Ti層,這樣可防止藥水腐蝕球頭本體?！鵓VD因色澤或其他外觀不良，不能直接重做PVD。假設(shè)直接重做PVD後外表光澤變暗且會(huì)粗糙。3/18/202411七、常見PVD品質(zhì)不良序號不良名稱性狀不良原因改善對策1附著不良鍍層脫落。1.電壓低，使鍍層離子撞擊球頭表面力度不夠；2.球頭表面不潔。適當(dāng)提高PVD時(shí)的電壓；(電壓太高易造“電弧燒傷”)硬度不夠,耐磨性差a.用維氏硬度機(jī)，測出硬度達(dá)不到要求。b.落砂試驗(yàn)或磨損試驗(yàn)後見到底材。膜層太薄,偏電壓過低。a.把偏壓調(diào)高,適當(dāng)延長PVD時(shí)間，增加鍍層厚度。b.若客戶或限度樣允許的話，可適當(dāng)把調(diào)整鍍層?！珴稍缴钣捕仍接?因反應(yīng)氣體少時(shí)，不能使Ti飽和反應(yīng)，鍍膜中有反應(yīng)Ti和鈍Ti，而鈍Ti會(huì)造成硬度下降)。2鍍層飄膜用布能把鍍層擦掉。球頭表面不潔(有油污)，造成PVD層附著不良；確保PVD前球頭的清潔；偏電壓控制不當(dāng)，造成不穩(wěn)定。把電壓控制好。3深黑色(TiNC)PVD後會(huì)變彩色局部變成其他顏色。主要為加入的CH4太多造成PVD層不穩(wěn)定，放置幾天後不穩(wěn)定部位出現(xiàn)與空氣反應(yīng)變色。PVD時(shí)通入的反應(yīng)氣體過多或過快。1.放慢加氣速度,增加鍍層厚度。2.調(diào)整掛具方向。3/18/202412七、常見PVD品質(zhì)不良序號不良名稱狀況不良原因改善對策4色澤不良(色深)色澤比樣深。A、真空度不夠；B、PVD時(shí)通入的反應(yīng)氣體過多。提高真空度，和調(diào)整通入的反應(yīng)氣體比例。5色澤不良(色淺)色澤比樣淺。真空度不夠；提高真空度，和調(diào)整通入的反應(yīng)氣體比例。PVD時(shí)通入的反應(yīng)氣體過少。6白點(diǎn)出現(xiàn)在黑色PVD鍍層上爐內(nèi)不潔,爐壁上鍍層脫落掉在球頭上。清理爐子,一般廠商有規(guī)定2~3爐會(huì)清理一次。(這問題暫無法完全改善,視廠技術(shù)和設(shè)備能力來決定不良率)7電弧燒傷(俗稱：打火)局部出現(xiàn)象樹根狀一樣的色差。球頭表面不潔或有凸出物，造成高電流區(qū)產(chǎn)生電孤，把周邊燒傷。1.噴的砂要干淨(jìng)，送PVD前擦拭要確實(shí)；

IP時(shí)電壓太高，造成電孤燒傷。適當(dāng)降低IP時(shí)電壓。(要確保“硬度”和“附著力”)8PVD後焊道起趨：(M/W)焊道處出現(xiàn)摺疊過的凹痕。PVD時(shí)加溫至200°C，焊道釋放應(yīng)力造成。此為磨光補(bǔ)焊後沒有做熱處理產(chǎn)生。

重做熱處理。3/18/202413七、常見PVD品質(zhì)不良序號不良名稱性狀不良原因改善對策9球頭不干淨(jìng)，PVD時(shí)把爐子污染污染PVD爐子，造成難以清潔。球頭內(nèi)有油污或膠，PVD時(shí)加熱和抽真空，會(huì)把油污或膠從球頭內(nèi)抽出污染爐子。已明確規(guī)定過球頭送PVD廠前，廠內(nèi)要把球頭內(nèi)外清洗乾淨(jìng)，M/W並且要做過內(nèi)視檢查。10PVD後6天內(nèi)顏色會(huì)變深一些比剛出爐時(shí)色澤要深因?yàn)殄儗永镞€有沒與反應(yīng)氣體反應(yīng)的鈍Ti離子，它們會(huì)與大氣起反而造顏色會(huì)變深。輕微變深是正常的；變太多及色澤不均勻時(shí)，則為不正常。鍍膜後要降溫至1000C以下，才能開爐取出球頭，讓球頭保溫時(shí)間長一些，使鍍層穩(wěn)定。11壓碳纖的球頭不能做PVD(PVD時(shí)電壓會(huì)把碳纖擊破)。3/18/202414八、GS協(xié)力廠商簡介序號廠商名稱地址協(xié)作GS球頭制作完成面1南鈦中山高新技術(shù)開發(fā)區(qū)5棟金色、香檳金、銀白、灰黑色、咖啡色2源益中山市火