Oversigt over hårdbelægningsteknologi: Procesprincipper og anvendelse

I moderne produktionssystemer afhænger produktpræcision, udstyrseffektivitet og komponenternes levetid i stigende grad af fremskridt inden for overfladeteknik. Som en kritisk metode til overfladebehandling er hårdbelægningsteknologi blevet bredt anvendt på tværs af industrier som skæreværktøjer, forme, nøglekomponenter til bilindustrien og 3C-produkter. Det fungerer som en nøglefaktor til at forbedre holdbarhed, pålidelighed og den samlede ydeevne.

Nr. 1 Teknisk definition og funktionel positionering

"Hårde belægninger" refererer generelt til funktionelle tyndfilm, der aflejres på et substrat via fysisk dampaflejring (PVD) eller kemisk dampaflejring (CVD). Disse belægninger har typisk en tykkelse på mellem 1 og 5 μm, med høj mikrohårdhed (>2000 HV), lav friktionskoefficient (<0,3), fremragende termisk stabilitet og stærk grænsefladeadhæsion - hvilket forlænger substratmaterialernes levetid og ydeevnegrænser betydeligt.

I stedet for blot at fungere som en overflade-"belægning" er hårde belægninger konstrueret med optimerede lagstrukturer, udvalgte materialer og skræddersyede vedhæftningsmekanismer til substratbelægningen. Dette gør det muligt for belægningerne at modstå komplekse driftsforhold, samtidig med at de leverer slidstyrke, termisk stabilitet og korrosionsbeskyttelse.

Nr. 2 Arbejdsprincipper for hård belægning

Hårde belægninger aflejres primært ved hjælp af to hovedteknikker: fysisk dampaflejring (PVD) og kemisk dampaflejring (CVD).

1. Fysisk dampaflejring (PVD)

PVD er en vakuumbaseret proces, hvor belægningsmaterialet fordampes, sputteres eller ioniseres og aflejres som en tynd film på substratoverfladen. Processen involverer typisk:

Materialefordampning eller sputtering

Dampfasetransport: Atomer/ioner migrerer i et vakuummiljø

Filmdannelse: Kondensation og vækst af en tæt belægning på substratet

Almindelige PVD-teknikker omfatter:

Termisk fordampning

Magnetronsputtering

Arc Ion Coating

2. Kemisk dampaflejring (CVD)

CVD involverer introduktion af gasformige forstadier ved forhøjede temperaturer, der reagerer kemisk på substratoverfladen og danner en fast belægning. Denne metode er egnet til termisk stabile belægninger såsom TiC, TiN og SiC.

Nøgleegenskaber:

Stærk vedhæftning til underlaget

Evne til at danne relativt tykke belægninger

Høje forarbejdningstemperaturer, der kræver termisk resistente substrater

Nr. 3 Anvendelsesscenarier

I industrielle miljøer med høje belastninger og højfrekvent drift udsættes komponenter for friktion, korrosion og termisk chok. Hårde belægninger danner et beskyttende lag med høj hårdhed, lav friktion og et termisk stabilt lag, der forbedrer delenes ydeevne og levetid betydeligt:

Skæreværktøjer: Belægninger som TiAlN og AlCrN forbedrer termisk modstand og slidstyrke betydeligt, forlænger værktøjets levetid med 2 til 5 gange, reducerer værktøjsskift og forbedrer bearbejdningskonsistensen.

Forme og stempler: TiCrAlN- og AlCrN-belægninger reducerer slid, rivning og termisk udmattelsesrevnedannelse – hvilket forbedrer formens levetid, forbedrer delenes kvalitet og reducerer nedetid.

Bilkomponenter: DLC (Diamond-Like Carbon) belægninger på komponenter som ventilløftere, stempelstifter og ventilløftere sænker friktion og slid, forlænger udskiftningsintervaller og forbedrer brændstofeffektiviteten.

3C Forbrugerelektronik: TiN, CrN og andre dekorative hårde belægninger på smartphonehuse og kamerarammer giver ridsefasthed og korrosionsbeskyttelse, samtidig med at de bevarer en metallisk finish for en forbedret brugeroplevelse.

Oversigt over applikationer efter branche

NO.5 Zhenhua Vacuums løsninger til aflejring af hårde belægninger: Muliggørelse

Højtydende produktion

For at imødekomme den stigende efterspørgsel efter højtydende belægninger på tværs af brancher leverer Zhenhua Vacuum avancerede løsninger til aflejring af hårde belægninger med høj aflejringseffektivitet og kompatibilitet med flere processer – ideel til præcisionsfremstilling i forme, skæreværktøjer og bildele.

Vigtigste fordele:

Effektiv bueplasmafiltrering til reduktion af makropartikler

Højtydende Ta-C-belægninger, der kombinerer effektivitet og holdbarhed

Ultrahøj hårdhed (op til 63 GPa), lav friktionskoefficient og exceptionel korrosionsbestandighed

Anvendelige belægningstyper:

Systemet understøtter aflejring af højtemperatur, ultrahårde belægninger, herunder AlTiN, AlCrN, TiCrAlN, TiAlSiN, CrN, blandt andre – som er meget udbredt i forme, skæreværktøjer, stempler, bildele og stempler.

Anbefaling af udstyr:

(Tilpassede systemdimensioner er tilgængelige efter anmodning.)

1.MA0605 PVD-belægningsmaskine til hård filmbelægning

2.HDA1200 Hårdfilmbelægningsmaskine

3.HDA1112 Skæreværktøj slidstærk belægningsmaskine

– Denne artikel er udgivet af vakuumbelægningsmaskinefabrikant Zhenhua Vakuum.