Phủ PVD (màng mỏng trong chân không)

Cách hoạt động

1. 1

   Làm sạch và nạp. Chi tiết được làm sạch tinh tươm, thường trong bể siêu âm, rồi gắn lên đồ gá xoay trong lúc phủ. Chỉ một vết dầu hay bụi cũng làm màng không bám được.

2. 2

   Hút chân không và gia nhiệt. Bơm hút hết không khí cho đến khi áp suất còn khoảng một phần triệu áp suất thường. Bộ gia nhiệt đưa chi tiết lên thường 200–500 °C, và một đợt ngắn ion argon làm sạch bề mặt chi tiết.

3. 3

   Bắn nguyên tử khỏi bia. Khí argon được biến thành plasma (khí phát sáng, mang điện). Các ion của nó đập mạnh vào bia, một tấm kim loại làm lớp phủ, và bắn các nguyên tử ra: đây là phún xạ. Các máy khác giải phóng nguyên tử bằng hồ quang điện hoặc đơn giản là bay hơi.

4. 4

   Bay và phản ứng. Các nguyên tử được giải phóng bay thẳng và đáp xuống bất cứ bề mặt nào chúng nhìn thấy. Nitơ đưa vào buồng phản ứng với chúng, nên titan lắng xuống thành titan nitrua (TiN) cứng, màu vàng.

5. 5

   Quay và dày lên. Đồ gá quay để mặt nào cũng được phủ phần của mình. Màng thường dày lên 1–5 µm, sau đó buồng được làm nguội và xả khí.

Thông số chính

Vật liệu

Lớp phủ: TiN, TiAlN, CrN, DLC (carbon giống kim cương), nhôm, crom. Chi tiết: thép dụng cụ, cacbua, thép không gỉ, thủy tinh, một số loại nhựa

Chi tiết thường gặp

Mũi khoan, dao phay ngón và mảnh dao, khuôn, vỏ đồng hồ, vòi nước, thấu kính, chip

Kích thước chi tiết

Từ mảnh dao nhỏ xíu đến chi tiết dài hàng chục centimet; bị giới hạn bởi buồng

Độ chính xác

Màng thường 1–5 µm, thấp đến một phần của micron; kích thước chi tiết hầu như không đổi

Bề mặt hoàn thiện

Sao chép bề mặt bên dưới (vào bóng thì ra bóng); màu từ vàng (TiN) đến đen (DLC)

Số lượng phù hợp

Hàng trăm đến hàng nghìn chi tiết nhỏ mỗi mẻ; dịch vụ phủ nhận cả lô nhỏ

Chi phí khuôn dụng cụ và máy

Cao: một hệ thống công nghiệp thường có giá hàng trăm nghìn đến hơn một triệu USD; chi phí mỗi chi tiết thấp khi đầy mẻ

Tốc độ

Một mẻ thường mất vài giờ từ lúc nạp đến lúc dỡ

Ưu điểm và hạn chế

Ứng dụng

• Dụng cụ cắtMũi khoan TiN màu vàng, dao phay ngón TiAlN màu sẫm, mảnh dao cacbua
• Khuôn và cốiMàng chống mài mòn trên khuôn ép phun và dụng cụ tạo hình
• Đồng hồ và trang sứcLớp hoàn thiện đen, vàng hoặc vàng hồng trên vỏ và dây đồng hồ bằng thép
• Nhà ở và phòng tắmVòi nước và tay nắm cửa kiểu niken xước hoặc giả đồng thau
• Quang học và điện tửLớp chống phản xạ trên thấu kính, màng kim loại trên chip và màn hình
• Ô tôXéc-măng piston và chi tiết động cơ có lớp phủ CrN hoặc DLC

Cách nhận biết

• Một lớp màu mỏng, đều trên kim loại: vàng trên mũi khoan, tím đen hoặc đồng trên dụng cụ cắt.
• Màu phủ hoàn hảo các mặt ngoài và lưỡi cắt nhưng nhạt dần bên trong lỗ sâu và rãnh.
• Không chảy giọt, không vệt, không cạnh dày: như thể chính kim loại đã đổi màu.
• Rất khó trầy, không như lớp sơn cùng màu.

So sánh với

Xem video

PVD Coating Explained

Korvus Technology · Kiến thức cơ bản về PVD, từ một nhà sản xuất thiết bị

Physical Vapour Deposition sputtering process (PVD)

Plansee · Hoạt họa các nguyên tử bị phún xạ khỏi bia

PVD coating process from ultrasonic cleaning to coating

CICEL COMPANY · Toàn bộ quy trình trong nhà máy, từ làm sạch đến dỡ hàng

Meet INGENIA: New compact Oerlikon Balzers coating system

Oerlikon · Một máy phủ công nghiệp trông như thế nào

Xem ảnh thật

• Wikipedia: Physical vapor deposition — các phương pháp (phún xạ, hồ quang, bay hơi) và ứng dụng, kèm liên kết đến ảnh
• Tìm ảnh trên Wikimedia Commons