一般的白鐵鍍鈦螺絲的製作方法: PVD濺鍍TIN氮化鈦 工法
何謂PVD?
1. PVD的含義—
PVD是英文Physical Vapor Deposition,中文意思是“物理氣相沉積”,是指在真空條件下,用物理的方法使材料沉積在被鍍工件上的薄膜制做技術。
2. PVD鍍膜技術的原理—
PVD鍍膜(離子鍍膜)技術,其具體原理是在真空條件下,採用低氣壓、大電流的電弧放電技術,利用氣體放電使靶材蒸鍍並使被蒸物與氣體都產生電離,利用電子的加速作用,使被蒸鍍物及其反物沉積在工件上。
3. PVD鍍膜膜層的特性—
採用PVD鍍膜技術鍍出的膜層,具有高硬度、高耐磨性(低摩擦系數)、很好的耐腐蝕性和化學穩定性等特質,膜層的壽命更長;同時膜層能夠大幅度提高工件的外觀耐用性能。
4. PVD鍍膜能鍍製出的膜層種類—
PVD鍍膜技術是一種能夠真正做得微米薄膜且零污染的環保型表面處理方法,它能鍍制成各式膜一金屬膜(如Ag、Cu、Al、等),氮化物膜(TiN、ZrN、CrN、TiAlN)和碳化物膜(TiC、TiCN),以及氧化物膜(如TiO等)。
5. PVD鍍膜膜層的厚度—
PVD鍍膜膜層的厚度可以達到微米,厚度薄膜,一般約0.3μm~5μm,其中金屬膜膜層的厚度一般是0.3μm~1μm,因此可以在幾乎不影響工件原先尺寸的情況下提高工件表面的各種物理性能和化學性能,鍍後不需要再加工。
6. PVD鍍膜能夠製出的膜層的顏色種類—
PVD鍍膜目前能夠做出的膜層的顏色有深金色,淺金色,咖啡色,古銅色,灰色,黑色,灰黑色,藍色,紫色,玫瑰金,紅紫色,青色,綠色,漸層,五彩,七彩,混合色等。通常控制鍍膜過程中的氣相,可以控制鍍出的顏色不同;顏色得以量化,以確定鍍出的顏色是否穩定一致足要求。
7. PVD鍍膜技目前主要應用的行業—
PVD鍍膜技的應用主要分為兩大類:裝飾鍍膜和工具鍍膜。裝飾鍍膜的目的主要是為了改善工件的外觀耐用性能和色澤不同的要求使工件更耐磨耐腐性延長其使用壽命;另方面主要應用五金行業的各種領域,如門窗五金、工具、衛浴五金等行業。工具鍍的目的主要是為了提高工件的表面硬度和耐磨性,降低表面的摩擦系數,提高工件的使用壽命;另方面主要應用在各種刀剪、切削刀具(如铣刀、刨刀、鑽刀、切割刀 等等)、各種五金工具(如螺絲刀、鉗子等)、各種模具等產品中。
8. PVD鍍膜(離子鍍膜)技術的主要特點和優勢—
PVD離子鍍膜具有如下優點:
1.膜層與工件表面的結合力強,更加持久和耐磨
2.離子的繞射性能好,能夠鍍形狀複雜的工件
3.膜層沉積速率快,生產效率高
4.可鍍膜層種類廣泛
5.膜層性能穩定、安全性高(獲得FDA認證,可植入人體)
那什麼叫TIN呢?
TiN塗層
TiC(碳化鈦)、TiN(氮化鈦)等堅硬物質的塗層方法大致有兩種,化學氣相沉積法(CVD法)和物理氣相沉積法(PVD法)。
化學氣相沉積法的溫度為900-1100。C,已超過了高速鋼的回火溫度,所以不能用於高速鋼的表面塗層。
物理氣相沉積法溫度較低,在500。C以下,適合對高速鋼絲攻,銑刀的塗層,物理氣相沉積法中最具有代表性,最常用的是 HCD 離子電鍍工藝。
HCD離子電鍍工藝的基本過程是:把塗層材料鈦(Ti)放於高真空槽內的坩鍋中,用電子射線讓它熔解蒸發並與氮氣反應,使之在已預熱且受負壓作用下的刀具表面上生成細密,牢固的氮化鈦 (TiN塗層),TiN塗層呈金黃色,與刀具母體的密著性很好。
絲攻表面的TiN塗層厚度為1-3um。
特點
TiN 塗層的特點是:
.提高表面硬度,提高耐磨性。
.減小摩擦系數。
.防熔著。
.提高耐熱性。
這些特點能完全達到本節最初所講的對刀具表面處理的目的,前面已述表面氮化處理也能提高刀具的表面硬度,但TiN被膜硬度更高,為 2000HV,差不多是高速鋼母體硬度的三倍。
和其他氮化物,碳化物相比,TiN 的熱傳導率,熱膨脹系數均接近於高速鋼,所以與高速鋼的粘附強度高。
TiN 塗層可大幅度減小摩擦系數,例如TiN塗層對鎳的摩擦系數僅為高速鋼對鎳的50%。
適用範圍
TiN塗層的絲攻兼備氮化處理和氧化處理兩者的優點,因此,對軟材料和硬材料均有很好的性能,適用範圍很寬,對一般的軋製結構鋼,易產生熔著的不鏽鋼,以及硬度高,對刀具磨損大的調質鋼,合金結構鋼,合金工具鋼等均有很好的切削效果。
切削性能
TiN 塗層三者加工析出硬化系不鏽鋼SUS630的情況,被切削材料易產生熔著,同時硬度高度45HRC),要求刀具有良孚的抗粘性和耐磨性,實驗結果表明,絲攻壽命經氧化處理的是不經氧化處理的3倍,而TiN 塗層的又是氧化處理的3倍,被切削材料為S45C鋼的情況,經氧化處理和TiN塗層的N型擠壓絲攻,加工SS400鋼的情況,同樣TiN 塗層絲攻的壽命都約是氧化處理絲攻壽命的3倍。 |