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制备PVD涂层有哪些常见表面缺陷及其处理方法?

发表时间:2021-01-29 15:10

PVD涂层是工业生产常用的刀具涂层,也是发展时间较长的刀具涂层,在切削刀具、工模具等精加工行业有广泛应用。不过,随着工业化生产水平的提高,对于刀具涂层的要求也越来越高。尽管制备方法在不断进步,然而制备过程中依然难免会存在某些缺陷,这也是不可避免的。下面,奥尔小编为大家分享一下制备PVD涂层有哪些常见表面缺陷吧,希望生产者在制备过程中多关注。

  一、PVD涂层制备过程中的常见表面缺陷


  1、大液滴


  是PVD涂层制备过程中,高能离子轰击靶材获得高沉积效率工况下的典型缺陷,一般颗粒的三维尺寸比较均匀,大于1.5um,是严重影响刀具加工精度的涂层缺陷,对刀具的重复定位精度和加工件的表面质量有影响。

  2、结瘤与片状凸出


  是由于真空室内的颗粒或者基体表面的颗粒在涂层沉积以前附着在基体表面,随着沉积存在于涂层当中,往往是较为松软的涂层缺陷,缺陷的面积尺寸往往大大的大于高度,在使用中易于剥落。

  3、空洞或盘形坑


  PVD涂层中存在与涂层的结合不牢的外来颗粒在高应力作用下进行自发脱落,形成空洞缺陷;基体之间存在污染,在真空室冷却时由于热应力作用而脱落形成盘形坑或暴露基体缺陷。

  4、针孔或气泡


  当基体表面存在狭窄的凹坑时,涂层沉积过程中在凹坑边优先生长,逐渐形成涂层针孔缺陷,而进行表面抛光处理时,这种缺陷表面一层薄薄的涂层被磨掉,暴露出来。气泡是100-400nm微颗粒,真空室内形成片状,当他们穿过等离子体时可以得到电荷,这种离子能够到达基体表面,并且在电荷的作用下被固定在基体表面,沉积过程中形成气泡式缺陷。

  二、处理PVD涂层表面缺陷的常用方法


  1、真空抛光处理


  真空腔体以及内部部件的气体放出量,和材料的表面积直接相关。固体表面的原子密度大约为2×1019 m-2,考虑到表面的凹凸不平,实际的固体表面会吸附大量的气体分子。通过抛光使表面更加平坦,可以大大减小表面积,从而减少表面吸附的气体分子。抛光主要有玻璃丸喷砂和电解抛光两种手法。

  2、超声波清洗


  超声波清洗是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用,使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。向液体导入超声波后,液体的激烈运动使局部产生压强差。压强低的部分会产生大量的气泡,当压强重新升高时,这些气泡会在瞬间破裂,从而在液体中产生冲击波。冲击波会将固体表面的油污剥离。超声波清洗用的液体一般采用酒精或丙酮。经过超声波清洗的部件放到大气中后,酒精或丙酮会立刻蒸发,不会在部件表面留下水垢。


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