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        硬質薄膜真空鍍膜機鍍膜發展歷程介紹

        2020-09-28

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               真空鍍膜機分光學、硬質、汽配、連續線,半導體等等??蛻羧绻兞悴考?,刀具、模具等,要啟到耐磨,增加表面硬度效果,就會用到硬質薄膜真空鍍膜機,下面匯成真空小編為大家整理了一些硬質薄膜真空鍍膜機鍍膜發展歷史,希望能幫助到大家:


        硬質薄膜真空鍍膜機


               隨著科學技術日新月異的飛速發展,各種極端工礦條件的不斷出現,難加工材料越來越多,金屬切削工藝的發展,特別是高速切削、干切削和微潤滑切削工藝的出現。 對金屬切削刀具提出了越來越 嚴格的技術要求。 硬質膜涂層能減少工件的摩擦和磨損,有效提高表面硬度、韌性、耐磨性和高溫穩定性,大幅度提高涂層產品的使用壽命。 正適應了現代制造業對金屬切削刀具的高技術要求,引起了刀 具材料和性能的巨變,被認為是金屬切削刀具技術發展史上的一次革命。 此外,許多在磨擦環境中使用的部件,硬質薄膜材料也能大大提高其使用壽命,因此硬質薄膜被廣泛應用于機械、電子、冶金、汽 車、航天航空等不同領域 [1] 。對材料表面性能的要求越來越高,隨之而來的是各種各樣的硬質薄膜的出 現和各種各樣合成硬質薄膜技術的研發進展, 也越發的體現出表面技術作為一門新型的綜合性學科 所具有的極高的使用價值。在材料表面力學性能、化學性能以及抗高溫氧化和抗腐蝕性能上有著諸多 優勢的硬質薄膜尤為引人矚目。 硬質薄膜如 DLC、TiN、TiAlN、Al 2 O 3 、MoS 2 - Ti 等均是為了提高材料的耐磨損、 耐腐蝕和耐高溫等 性能而施加在材料表面的覆蓋層,采用硬質薄膜能顯著提高零部件的耐用性 [2] 。 從技術角度出發,厚度 為幾個微米及以下的覆蓋層一般稱硬質薄膜;幾十微米乃至更厚的覆蓋層一般稱為硬質涂層 [3] ,其中 硬質薄膜具有包括耐磨、耐腐、耐高溫氧化、自潤滑等方面的性能特點。
               第一代(1960-1990):簡單的二元氮化物、碳化物二元氮化物硬質薄膜有很多種,常見的主要有 TiN、CrN、ZrN 等。 TiN 早已在上世紀 80 年代便以工業化生產,尤其在金屬切削刀具的生產上得到了廣泛的應用。有實驗證實,TiN 鍍層使得道具的壽命提高 1.6~3 倍。 CrN 由于其自身的性質,適合沉積較厚的膜,有時候厚度可達幾十微米并具有一定的硬度,有著其他硬質薄膜無法比擬的耐磨性,因此,被廣泛應用于 內燃機活塞密封環的生產上。 ZrN 膜層具有硬度高、熔點高、熱穩定性好、抗腐蝕性能強及良好的摩擦
               二元碳化物的種類也很多如 TiC、VC、TaC、WC、NbC、ZrC、Cr 5 C 2 、B 4 C、SiC 等,最常見的是 TiC,TiN 與 TiC 都具有 NaCl 型晶體結構,TiC 膜層顏色一般為灰黑色, 硬度值范圍很廣 (主要取決于 C/Ti 的 值)。 由于膜層中存在 C 元素,所以摩擦系數相對 TiN 要小一點,但是高溫穩定性變差了。 一般與 TiN 配合形成多層復合膜避免單一的 TiC 太脆的缺陷。
               第二代(1990-2000):多元復合過渡金屬化合物多元復合過渡金屬化合物的種類也很多,主要是:TiCN、TiAlN、CrTiAlN 等。采用由滲氮和隨后的物理氣相沉積(單層或多層,TiN 或 CrN 涂層等)的復合處理工藝,形成一種帶過渡層(或中間層)的雙層或多層結構的復合涂層,可以在提高硬度和耐磨性的同時,增強基體對涂層的機械支持,延長工具 磨具的使用壽命。當今,添加不同金屬或非金屬元素的單層多元硬質薄膜以及多元疊加組合的多層硬質薄膜相繼獲得成功,如(Ti 1-x Al x )N 薄膜的基礎上引入了 Cr、Zr、V 等其他金屬元素取代部分 Ti 組分, 形成多元化合物薄膜 [6] 。
               第三代(2000-至今):納米多層(復合)超硬膜由于納米材料的體積和單位質量的表面積與固體材料有差別。 達到一定的極限時,其顆粒呈現出特殊的表面效應和體積效應,因此,納米材料表現出一些特殊性能。 在實際應用中機械零件表面沉積超點陣膜時很難控制各層的膜厚,尤其是那些形狀復雜的零件,同時在高溫工作環境下各層間的元素相互擴散也會導致硬度發生變化,而這些問題能通過多層納米組元或復合涂層來解決。 Musill曾斷言納米組元(復合)涂層是今后涂層發展的新方向,而現今,納米硬質薄膜確實在研究領域掀起了一股浪潮。 納米復合物超硬度的機理,硬度與結構、化學組分的關系,硬質薄膜的制備工藝與機械特性之間的關系,硬度高于 100 GPa 的納米硬質薄膜的表征方法,對晶粒尺寸小到 1nlTl 的納米復合物如何研究等,都有待于進一步探索。 另外,作為硬質薄膜的最高級別,類金剛石薄膜(Diamond-like Carbon film,簡稱DLC) 自上世紀 70 年代 Aisenberg 等首次報道在不同基體上低溫合成類金剛石膜以來,一直是諸多研究者的追逐熱點。其優異的力學性能、摩擦性能、熱穩定性及表面狀況等幾方面均使得它成為諸多領域的熱點。 DLC 膜不僅具有優異的耐磨性,而且具有很低的摩擦系數,一般低于 0.2,是一種優異的表面抗磨損改性膜。
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