Rohre aus Edelstahl werden häufig in Gebäudeverzierungen, medizinischen Geräten, Lebensmittelverarbeitung, Petrochemie,und der Herstellung von hochwertigen Geräten aufgrund ihrer hervorragenden Korrosionsbeständigkeit und mechanischen EigenschaftenIn einigen Fällen kann es jedoch noch zu Problemen bei Edelstahl kommen, wie z. B. unzureichende Oberflächenhärte, schlechte Verschleißfestigkeit,und weniger als ideale Korrosionsbeständigkeit in einigen UmgebungenAufgrund der steigenden Nachfrage der Verbraucher und der zunehmenden Vielfalt der Designs wächst der Markt für farbige Rohre aus Edelstahl weiter.Bei den traditionellen Oberflächenbehandlungsmethoden ist es schwierig, gleichzeitig Leistungs- und ästhetische Anforderungen zu erfüllen..
Die Einführung der Vakuumbeschichtungstechnologie hat eine brandneue Lösung für die Veränderung der Oberfläche von Rohren aus Edelstahl geschaffen.Vakuumbeschichtung setzt Zielmaterial in Form von Atomen oder Ionen im Vakuum auf die RohroberflächeDer Edelstahl ist mit seiner dichten Oberfläche und seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit zu einem der idealsten Substrate für die PVD-Beschichtung geworden.Vakuumbeschichtung wird weit verbreitet für die Herstellung von funktionellen Beschichtungen an den Innenwänden von Rohren aus Edelstahl und dekorativen Beschichtungen an den Außenwänden verwendet.
1.Technisches Prinzip der Vakuumbeschichtung von Rohren aus Edelstahl
Vakuumbeschichtung: In einer Vakuumumgebung wird das Beschichtungsmaterial durch Widerstandsbeheizung oder Elektronenstrahlbombardierung bis zu einem Verdunstungs- oder Sublimationszustand erhitzt.so dass sich die Moleküle oder Atome des Materials auf der Oberfläche des Stahlrohrs ablagern und einen dünnen Film bildenDieses Verfahren hat einen kurzen Betriebszyklus und einen relativ hohen Wirkungsgrad, aber die Bindungsfestigkeit zwischen Beschichtung und Substrat ist etwas begrenzt.
Es bombardiert das Zielmaterial mit Gas-Ionen, die durch eine Leuchtentladung erzeugt werden, wodurch die Atome ausgestoßen und auf der Oberfläche von Stahlrohren abgelagert werden.Sputterbeschichtung funktioniert mit einer Vielzahl von Materialien. Grundsätzlich kann alles als Ziel verwendet werdenDie Ausrüstung für diese Methode ist relativ komplex, und es ist besonders gut für Materialien mit hohem Schmelzpunkt und niedrigem Dampfdruck.und die Ablagerungsrate ist etwas langsamer als die VerdunstungsbeschichtungFür die Beschichtung der Innenwände von Edelstahlrohren ist Gleichstromsputtering eine ziemlich ausgereifte Methode, die in der Lage ist, hochwertige Filme gleichmäßig in langen, schmalen Rohren abzulegen.
Ionenbeschichtung. Es kombiniert Vakuumverdampfung mit Sputtern, wobei eine Gasentladung verwendet wird, um das Beschichtungsmaterial teilweise zu ionisieren, das dann unter Ionenbombardement auf der Substratoberfläche abgelagert wird.Der Hauptvorteil der Ionenbeschichtung besteht darin, dass der Film sehr stark an dem Substrat haften bleibt und eine relativ hohe Ablagerungsrate aufweist.Das Multi-Arc-Ionenplattieren ist ein übliches Verfahren für dekorative Beschichtungen von Stahlrohren und kann Filme mit ausgezeichneter Haftung und reichhaltigen Farben erzeugen.
2Die wichtigsten Vorteile der Vakuumbeschichtung von Rohren aus Edelstahl
Die Substratkompatibilität ist hervorragend. Edelstahl ist das ideale Material für die PVD-Beschichtung, da er natürlich eine gute Korrosionsbeständigkeit und eine dichte Oberflächenstruktur aufweist.Substrate wie Zinklegierungen, Kupferlegierungen und Aluminiumlegierungen neigen dazu, zu oxidieren oder Oberflächenporen zu haben, was die Beschichtung anfällig für Peeling macht, wenn sie direkt aufgetragen wird, so dass sie in der Regel zuerst eine chemische Galvanisierungsgrundschicht benötigen.
Die Oberflächenhärte von Edelstahlrohren kann durch Vakuumbeschichtung erheblich erhöht werden.,Die Oberflächenhärte nach der Beschichtung kann 5-25 GPa erreichen, während 304 Edelstahl etwa 2 GPa beträgt.
Die PVD-Beschichtungshärte beträgt in der Regel das 2 bis 4fache des Edelstahlsubstrats, wodurch die Kratzfestigkeit und die Verschleißfähigkeit erheblich gesteigert werden.
Die Vakuumbeschichtung kann auf Rohren aus Edelstahl verschiedene Farben erzeugen, wie Gold, Roségold, Schwarz, Gunmetall und Bronze,mit einer gleichförmigen Filmschicht, die den ursprünglichen Glanz und die Oberflächenbeschaffenheit des Materials beibehält. Hochglänzende Oberflächen bleiben glänzend, und gebürstete Texturen bleiben deutlich sichtbar. Vakuumbeschichtung kann ein Niveau des Glanzes und der schwarzen Oberfläche erreichen, die gewöhnliche Galvanisierung nicht erreichen kann.
Die Vakuumbeschichtung ist ein Trockenverfahren, das vollständig in einer Vakuumumgebung ohne chemische Beschichtungslösungen durchgeführt wird und keine Schwermetallverschmutzung erzeugt.keine Abwasser- oder Abgasemissionen, und immer strengere Umweltvorschriften zu erfüllen.
3.Das Verfahren zur Beschichtung von Rohren aus Edelstahl
Die Vorbehandlung ist ein wichtiger Schritt, der die Qualität der Beschichtung bestimmt.es wird die Haftung der Beschichtung ernsthaft beeinträchtigenDie Schwierigkeit bei der Reinigung von Rohren aus Edelstahl liegt in den Verunreinigungen, die sich im Rohr, an Schweißschlägen oder in Falten verbergen, die schwer zu entfernen sind.In der Industriepraxis, polierte Edelstahlrohre durchlaufen in der Regel mehrere Ultraschallreinigungsschritte:Ultraschallreinigung mit Lösungsmitteln → Ultraschallreinigung mit Leitungswasser → Ultraschallreinigung mit deionisiertem Wasser → Spülung mit deionisiertem Wasser → TrocknenFür die Innenwände von Rohren aus Edelstahl wurden spezielle Ultraschallreinigungsgeräte entwickelt, die sich durch eine Reinigungsanlage auf einem rotierenden Sitz entlang der Innenwand des Rohres bewegen.Wirksamkeit der Reinigung.
Aufhängen Sie die gereinigten und getrockneten Rohre aus Edelstahl an die spezielle Vorrichtung in der Vakuumkammer und achten Sie darauf, dass zwischen den Rohren eine gewisse Fläche für eine gleichmäßige Beschichtung besteht..Schalten Sie die Vakuumpumpenanlage ein und ziehen Sie die Kammer auf die erforderliche hohe Vakuumstufe.
Ionenreinigung und -aktivierung: Unter Vakuum wird Argongas eingeführt und eine Verzerrung angewendet, wobei hochenergetische Argon-Ionen zur Bombardierung der Oberfläche des Stahlrohrs verwendet werden.Dies führt eine tiefe Reinigung auf atomarer Ebene und Oberflächenaktivierung durch, so dass eine ideale Bindungsoberfläche für die anschließende Beschichtung geschaffen wird.
Abhängig von der Art des Zielfilms werden reaktive Gase wie Stickstoff oder Acetylen eingeführt, und das Zielmaterial wird durch Sputtering oder Bogenverfahren ionisiert.mit einer Breite von mehr als 20 mm,Für die Beschichtung der Innenwände von Edelstahlrohren sind speziell entwickelte Sputtergeräte erforderlich, um eine einheitliche Abdeckung innerhalb langer, schmaler Rohre zu erreichen.Studien zeigen, daß bei Gleichstromsputtern von TiN-Folien auf die Innenwände von Rohren aus EdelstahlDie optimalen Prozessparameter sind: Arbeitsdruck von 80-90 Pa und Substrattemperatur von 160-180°C. Unter diesen Bedingungen beträgt die Filmbestandsrate etwa 0,145 nm/s.
Abkühlung und Entfernung. Nach der Beschichtung müssen Strom und Gas abgeschaltet werden.
4Schlüsselansatzszenarien und technische Herausforderungen
Funktionale Beschichtung der Innenwände von Rohrleitungen Die Beschichtung der Innenwände von Rohren aus rostfreiem Stahl wird in Bereichen wie Vakuumkammern für Beschleuniger, Rohrleitungen für Halbleitergeräte,und Lebensmittel- und pharmazeutische TransportrohrenNach dem Auftragen einer TiN-Folie sinkt die Sekundärelektronenleistung der inneren Wand des Edelstahls erheblich, und die Abgasrate ist besser als bei rohem Edelstahl.Schmalrohre mit einem Länge-Durchmesser-Verhältnis von mehr als 20:1, kann eine DLC-Antikorrosionsschmiermittelbeschichtung an der Innenwand mit PECVD in Kombination mit der Hohlkatodenentladetechnologie aufgebracht werden.
In Bereichen wie Edelstahlrohren für Gebäudedekoration, Möbelröhren und Badezimmerarmaturen,Vakuumbeschichtung kann reiche Farbeffekte und ausgezeichnete Wetterbeständigkeit erzielen. Säure-Salz-Spray-Tests können bei Stufe 10 24 Stunden erreichen und UV-Widerstandstests mehr als 500 Stunden. Farbige PVD-Beschichtungen können die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahlsubstraten etwas verbessern,Aber PVD-Beschichtungen können nicht vollständig verhindern, dass das Substrat korrodiertDie eigene Korrosionsbeständigkeit des Substrats ist der Schlüssel zur Dauerhaftigkeit der Beschichtung.
Pflege von farbigen PVD-Beschichtungen: Bei Rohren aus Edelstahl sollte nach der Beschichtung ein längerer Kontakt mit starken Säuren, starken Basen oder korrosiven Stoffen wie Fluorid oder hohem Salzgehalt vermieden werden.für die Routine-Reinigung, wird empfohlen, Industriealkohol mit einem weichen Baumwolltuch zu verwenden.Sie können wählen, ob Sie eine transparente Fingerabdruckaufbelagung aufsprühen, um die Fingerabdruckfestigkeit und die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern., aber achten Sie auf die Farbkonsistenz und Texturänderungen nach dem Sprühen.
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