多弧離子鍍作為一種新型鍍膜技術(shù),雖然出現(xiàn)時(shí)間較晚,但生產(chǎn)優(yōu)點(diǎn)很多,如陰極靶材可根據(jù)工件形狀在任意方向布置,簡(jiǎn)化夾具使用過程;離化率高,可達(dá)60%~80%;蒸鍍速率快;制備涂層附著力強(qiáng),結(jié)構(gòu)致密度高等。因?yàn)樯鲜鰞?yōu)點(diǎn),多弧離子鍍膜技術(shù)得到推廣普及,并迅速獲得廣泛應(yīng)用。在多弧離子鍍膜過程中,存在許多因素影響涂層性能與質(zhì)量,為此,需要通過相關(guān)研究,獲得更好的工藝參數(shù),得到更好的制備效果。那么,多弧離子鍍哪些工藝參數(shù)影響涂層性能呢?小編為大家分享一下相關(guān)知識(shí)吧。
一、基體沉積溫度
基體沉積溫度對(duì)涂層的生成、生長(zhǎng)及涂層的性能產(chǎn)生直接的影響。根據(jù)吉布斯的吸附原理可知,溫度越高基體對(duì)氣體雜質(zhì)的吸附越少。因此,一般說來,基體沉積溫度高有利于涂層的生成、生長(zhǎng)增大沉積速率,也有利于提高涂層與基體的附著力,使涂層晶粒長(zhǎng)大表面平整光亮。但溫度太高會(huì)引起晶粒粗大強(qiáng)度和硬度下降。
對(duì)刀具進(jìn)行涂層時(shí),為使涂層與基體結(jié)合牢固,提高涂層質(zhì)量,需在涂層前將基體加熱到一定溫度。對(duì)于高速鋼刀具一般為500℃左右,硬質(zhì)合金刀具一般在900℃左右。
二、基體沉積時(shí)間
涂層顯微硬度隨著沉積時(shí)間的延長(zhǎng),呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。在特定的沉積參數(shù)下進(jìn)行涂層時(shí),涂層生長(zhǎng)過程中出現(xiàn)應(yīng)力并產(chǎn)生應(yīng)力積累,應(yīng)力足夠大時(shí)將阻礙后續(xù)物料的成膜,故涂層厚度呈非線性增加。隨著沉積時(shí)間的延長(zhǎng)涂層厚度逐漸增加,顯微硬度也逐漸變大。但沉積時(shí)間過長(zhǎng)時(shí),生長(zhǎng)應(yīng)力會(huì)阻礙后續(xù)膜的到達(dá),使沉積速率下降,涂層內(nèi)晶粒之間的應(yīng)力增加。測(cè)定硬度時(shí)壓頭壓入涂層,涂層由于局部受力而導(dǎo)致破裂剝落,壓頭打在較軟的基體上,因此硬度測(cè)定值下降。
隨著沉積時(shí)間的延長(zhǎng)涂層/基體結(jié)合力也呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),但沉積時(shí)間對(duì)結(jié)合力的影響低于對(duì)顯微硬度的影響。
三、反應(yīng)氣體壓強(qiáng)與流量
反應(yīng)氣體的壓強(qiáng)與流量大小直接影響涂層的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)及性能。根據(jù)相關(guān)研究結(jié)果表明,隨著氮元素分壓的增加,涂層中顆粒和熔滴的密度、直徑減小,主要是通過靶材表面零中毒,不形成氮化物從而提高材料的熔點(diǎn)引起的。隨著氮流量的增加,液滴的尺寸不僅會(huì)縮小,而且涂層表面的液滴密度也會(huì)大大降低,這樣必然會(huì)改善涂層的表面粗糙度。
多弧離子鍍影響涂層性能的工藝參數(shù)
四、靶源電流
弧斑的數(shù)目與靶源電流成正比,陰極斑點(diǎn)的數(shù)目隨著靶源電流的增大而增加,較多的弧斑可以使燃燒的穩(wěn)定性變強(qiáng)。
在一定靶源電流范圍內(nèi),涂層厚度隨靶源電流的升高而增加,通過對(duì)靶源電流大小的控制可以實(shí)現(xiàn)對(duì)涂層厚度的控制。但是對(duì)于一定的靶材,增加靶源電流,意味著靶材整體溫度的升高,產(chǎn)生的液滴會(huì)隨之增多,而且液滴的尺寸也會(huì)增大,這些液滴大大降低了涂層的各種性能。一般而言,用于裝飾涂層時(shí)靶源電流應(yīng)小些,而對(duì)刀具進(jìn)行涂層時(shí)靶源電流可稍微大些。
五、基體負(fù)偏壓
基體負(fù)偏壓是多弧離子鍍?cè)谕繉訒r(shí)的一個(gè)不可忽略的工藝參數(shù)?;w負(fù)偏壓在涂層前預(yù)轟擊時(shí),可以清除工件表面吸附的氣體和污染物;在涂層期間,又為離子提供能量,使涂層與基體緊密結(jié)合?;w負(fù)偏壓在離子鍍中有舉足輕重的作用,調(diào)整基體負(fù)偏壓可以調(diào)整沉積離子的能量,以控制涂層質(zhì)量。
以上就是多弧離子鍍哪些工藝參數(shù)影響涂層性能的相關(guān)知識(shí)說明。通過上文可知,多弧離子鍍?cè)谕繉又苽溥^程中影響因素有許多,為此要注重把控相關(guān)因素,提高生產(chǎn)質(zhì)量,獲得更加優(yōu)質(zhì)的涂層。材料科技有限公司專業(yè)生產(chǎn)刀具涂層,具有先進(jìn)的工藝技術(shù)和優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)設(shè)備,制備的涂層質(zhì)量出眾,性能良好,歡迎有需要的客戶致電咨詢。