الطلاء بالترسيب الفيزيائي للبخار PVD (أغشية رقيقة في فراغ)

كيف تعمل

1. 1

   نظّف وحمّل. تُنظَّف القطع حتى تصير نظيفة تمامًا، غالبًا في أحواض فوق صوتية، ثم تُركَّب على حوامل تدور أثناء الطلاء. أي أثر لزيت أو غبار سيمنع الغشاء من الالتصاق.

2. 2

   فرّغ وسخّن. تسحب المضخات الهواء حتى يصير الضغط نحو جزء من مليون من العادي. وتُوصل السخانات القطع إلى عادةً 200–500 °C، وتجلو دفعة قصيرة من أيونات الأرغون أسطحها.

3. 3

   اطرد الذرات من الهدف. يتحوّل غاز الأرغون إلى بلازما (غاز متوهّج مشحون كهربائيًا). تصطدم أيوناته بالهدف، وهو لوح من معدن الطلاء، وتحرّر الذرات: هذا هو الرش المهبطي. وتحرّر آلات أخرى الذرات بقوس كهربائي أو بتبخير بسيط.

4. 4

   حلّق وتفاعل. تطير الذرات المحرَّرة في خطوط مستقيمة وتحطّ على كل ما تراه. والنيتروجين المغذّى إلى الحجرة يتفاعل معها، فيحطّ التيتانيوم نيتريد تيتانيوم (TiN) صلبًا ذهبي اللون.

5. 5

   أدِر وابنِ الغشاء. تدور الحوامل ليحصل كل وجه على نصيبه. وينمو الغشاء عادةً بسمك 1–5 µm، ثم تبرد الحجرة ويُفرَّغ منها.

حقائق أساسية

المواد

الطلاءات: TiN، وTiAlN، وCrN، وDLC (كربون شبيه بالماس)، والألومنيوم، والكروم. القطع: فولاذ أدوات، وكربيد، وفولاذ مقاوم للصدأ، وزجاج، وبعض البلاستيك

القطع النموذجية

المثاقب، والفريزات الطرفية والحشوات، والقوالب، وعلب الساعات، والصنابير، والعدسات، والشرائح

حجم القطعة

من حشوات صغيرة إلى قطع بطول عشرات السنتيمترات؛ بحدود الحجرة

الدقة

غشاء عادةً 1–5 µm، وحتى أجزاء من الميكرون؛ وحجم القطعة بالكاد يتغير

تشطيب السطح

ينسخ السطح الذي تحته (مصقول يدخل ومصقول يخرج)؛ والألوان من الذهبي (TiN) إلى الأسود (DLC)

حجم الدفعة المناسب

مئات إلى آلاف القطع الصغيرة في الحمولة؛ وخدمات الطلاء تقبل سلاسل صغيرة

كلفة العدّة والآلة

عالية: يكلّف النظام الصناعي عادةً مئات الآلاف إلى أكثر من مليون دولار؛ وكلفة القطعة منخفضة في الدفعات الكاملة

السرعة

تستغرق الدفعة عادةً بضع ساعات من التحميل إلى التفريغ

نقاط القوة والحدود

أين تُستخدم

• أدوات القطعمثاقب TiN الذهبية، وفريزات TiAlN الداكنة، وحشوات الكربيد
• القوالب والمصبّاتأغشية مقاومة للتآكل على قوالب الحقن وأدوات التشكيل
• الساعات والمجوهراتتشطيبات سوداء أو ذهبية أو ذهبية وردية على العلب والأساور الفولاذية
• المنزل والحمامصنابير ومقابض أبواب بمظهر النيكل المصقول بالفرشاة أو النحاس الأصفر
• البصريات والإلكترونياتطبقات مضادة للانعكاس على العدسات، وأغشية معدنية على الشرائح والشاشات
• السياراتحلقات المكابس وأجزاء المحرّكات بطلاءات CrN أو DLC

كيف تتعرف عليها

• لون رقيق منتظم على المعدن: ذهبي على المثاقب، وبنفسجي مسود أو برونزي على أدوات القطع.
• يغطي اللون الأوجه الخارجية وحواف القطع بإتقان لكنه يخفت داخل الثقوب والأخاديد العميقة.
• لا قطرات ولا سيلان ولا حواف سميكة: كأن المعدن نفسه غيّر لونه.
• يصعب خدشه جدًا، بخلاف الطلاء بالصبغ للون نفسه.

قارنها بـ

شاهدها

PVD Coating Explained

Korvus Technology · أساسيات PVD، من صانع معدات

Physical Vapour Deposition sputtering process (PVD)

Plansee · رسوم متحركة لذرات تُرَش من هدف

PVD coating process from ultrasonic cleaning to coating

CICEL COMPANY · سير العمل الكامل في المصنع، من التنظيف إلى التفريغ

Meet INGENIA: New compact Oerlikon Balzers coating system

Oerlikon · كيف تبدو آلة طلاء صناعية

شاهد صورًا حقيقية

• ويكيبيديا: Physical vapor deposition — الطرائق (الرش المهبطي، والقوس، والتبخير) والاستخدامات، مع روابط إلى صور
• البحث عن الصور في ويكيميديا كومنز