보석에 대한 진공 코팅의 완전한 과정: 금 접착, 티타늄 접착 및 그 이상

진공 코팅 기술, 주로 물리적 증기 퇴적 (PVD) 및 화학 증기 퇴적 (CVD), 환경 친화적, 내구성,고품질의 표면 가공 솔루션독성 화학 물질을 이용하는 전통적인 가전화와 달리 진공 코팅은 밀폐된 저압 환경에서 작동합니다.EU RoHS 및 REACH와 같은 국제 환경 표준의 준수이 과정은 선처리부터 포스트 코팅 검사까지 일련의 상호 연결된 단계를 포함합니다. 각 단계의 정밀도는 최종 제품의 외관, 접착력,그리고 장수성이 문서에서는 초음파 청소, 표면 닦기 요구 사항,그리고 실제 금과 티타늄 가루의 색상 유지 기간을 포함한.

사전 처리: 고품질 의 코팅 의 기초

전처리는 진공 코팅에서 가장 중요한 단계로 보편적으로 인정됩니다. 기름, موم, 산화물 및 먼지와 같은 표면 오염 물질은 껍질 벗기, 거품 등 코팅 실패를 일으킬 수 있습니다.,이 단계는 두 가지 핵심 프로세스를 포함합니다: 표면 닦기 및 여러 단계 청소, 초음파 기술은 철저한 오염을 달성하는 데 중추적인 역할을합니다.

표면 닦기 요구 사항

가늘고 균일한 기판을 만들기 위해서는 가늘고 균일한 기판을 닦는 것이 필수적입니다.이 과정은 천 휠 폴리셔와 가려진 폴리싱 기계와 같은 장비를 사용하여 순차적인 "고름한 폴리싱 → 중간 폴리싱 → 미세한 폴리싱" 접근 방식을 따르고 있습니다.거울 같은 완공이 필요한 장식 보석의 경우, 빛 반사 일관성 및 코팅 균일성을 보장하기 위해 Ra 0.030 μm 내에서 표면 거칠성을 제어해야합니다.텍스처 효과를 가진 조각 (e(예를 들어, 샌드브래싱 또는 브러쉬) 이 텍스처가 적용됩니다.그 후원하는 표면 패턴에 손상을 입지 않도록 세밀하게 닦습니다. 의료 piercing 액세서리와 같은 기능적인 보석의 경우 닦는 것은 중간 경과 (Ra 0.1-0) 를 목표로합니다.3μm) 로 코팅의 "안커"로 작용하는 미세 구멍을 생성합니다., 접착력을 강화합니다. 닦는 재료는 기질에 따라 다릅니다. 알루미늄 산화물 페이스트는 구리 합금과 같은 비금속에 사용됩니다.다이아몬드 페이스트는 티타늄 스틸과 같은 단단한 재료에 선호됩니다..

초음파 청소 및 다단계 해독

초음파 청소는 고 주파수 음파 (일반적으로 40 kHz) 를 활용하여 청소 용액에 현미경 거품을 생성합니다.그레이버링이나 홀한 구조와 같은 복잡한 영역에서 오염물질을 제거하기 위해세척 과정은 다양한 종류의 불순물을 제거하기 위해 엄격한 순서를 따릅니다.

• 백스 제거: 닦은 보석은 약한 알칼리성 백스 제거제 (8-10% 농도) 에 75±2°C에서 240±10초 동안 침몰합니다.지방산 메틸 에스테르 에토시라트 및 코코넛 다이테놀라미드를 함유한 것3L/24H의 추가 물 흐름은 매 주 교체하는 것이 권장되며 용액의 효능을 유지합니다.
• 탈지방: 다음으로, 조각은 55±2°C에서 240±10초 동안 4-5% 알칼리성 탈지름제에서 초음파 탈지름을 받습니다. 이 단계는 지문, 절단 액체 및 피부 기름과 같은 유기 오염 물질을 제거합니다.탈지름제의 구성이알킬페놀 에토시라트 및 코코넛 오일 알카놀라민을 포함한, 기판을 손상시키지 않고 기름의 철저한 발효를 보장합니다.
• 표면 활성화: 롤링 도중 형성 된 나노 스케일 산화물 필름을 제거하기 위해 (상장 접착을 방해합니다),보석은 KMnO4 (100±10 g/L) 와 NaOH (20±5 g/L) 의 혼합 용액으로 50±2°C에서 240±10초 동안 처리됩니다.이 가벼운 에칭 과정은 금속 표면을 갱신하여 코팅 재료에 대한 반응성을 향상시킵니다.
• 중화 및 씻기: 활성화 후, 보석은 방온에서 산산산 (H2C2O4) 용액 (50±10g/L) 에서 중화되어 잔류 산화 물질을 제거합니다.그 후 화학 잔해 를 제거 하기 위해 3 단계 연속 으로 이온화 된 물 으로 닦는다., 미네랄 퇴적물을 방지하기 위해 순수 물로 마지막으로 씻는다.
• 건조: 청소 된 보석 은 모든 수분 을 제거 하기 위해 진공 오븐 에서 80~100°C 에서 30-60 분 동안 건조 한다. 심지어 물 증기 의 흔적 도 진공 방소 에서 증발 하여 코팅 에 힌홀 결함 이 생길 수 있다..청소 과정 내내, 교차 오염을 방지하기 위해 각 단계 사이에 스프레이 세척 (5L/min) 을 수행합니다.

진공 코팅: 핵 퇴적 과정

사전 처리 후, 보석은 코팅을 위해 진공 방으로 옮겨집니다. 방은 가스 분자 간섭을 최소화하기 위해 5 × 10−3 Pa 이하의 압력으로 비공됩니다.균일 필름 형성금 및 티타늄 접착에는 두 가지 주요 기술이 사용됩니다. 자기전자 스프터링 및 멀티 아크 이온 접착.

실제 금 (PVD 금)

PVD 실금화로 청금 (Au) 또는 금 합금 (Au-Pd) 의 얇은 층이 보석 표면에 퇴적됩니다.고금에 대한 비용 효율적인 대안을 제시하면서도 진정한 금의 모습을 유지합니다.이 과정은 일반적으로 마그네트론 스프터링을 사용하며, 아르곤 이온은 회전하는 보석에 쌓인 금 원자를 방출하여 금 표적을 폭격하기 위해 전기 필드에 의해 가속됩니다.주요 매개 변수는:

• 진공 수준: 금 원자의 산화를 방지하기 위해 2×10−3 Pa에서 유지됩니다.
• 퇴적 온도: 150~200°C에서 제어하여 기판 변형을 피합니다.
• 코팅 두께: 0.5-1.5μm 장식 보석; 두꺼운 층 (2-3μm) 은 반지 같은 고도로 착용되는 아이템에 사용됩니다.
• 집착력 강화: 금 기판 결합을 개선하기 위해 얇은 티타늄 (Ti) 또는 크롬 (Cr) 간층이 먼저 퇴적됩니다.

프리미엄 보석의 경우, 하이브리드 프로세스는 멀티-아크 이온 접착 (간층) 과 마그네트론 스프터링 (금층) 을 결합합니다.그 결과 HV 1500-2000 경도가 30배 더 강한 가습질로 가습질로 가습질로 가습질로 가습질로 가습질로 가습질로이것은 스크래치 저항과 수명을 향상시킵니다.

실제 금 은색 을 유지 한다

PVD 실금 접착제의 색 유지 기간은2년에서 5년정상적인 착용 조건 (즉, 가혹 한 화학 물질, 땀 및 가려움증 에 제한적 인 노출) 에서. 장수성 에 영향을 미치는 주요 요인 들 은 다음 과 같다.

• 코팅 두께: 두꺼운 층 (2-3μm) 은 4-5 년까지 색채 보존을 확장 할 수 있으며, 더 얇은 층 (0.5-1μm) 은 2-3 년 후에 약간 희미 할 수 있습니다.
• 환경 에 노출: 화장품, 향수, 염소 (수영장) 이나 산성 땀 과 접촉 하면 산화 가 가속화 되고 색상 유지 가 30-50% 감소 한다.
• 기판 품질: 고 순수 기본 금속 (예를 들어, 티타늄 강철) 은 금층을 낮은 품질의 합금보다 더 오래 보존하여 갈바닉 부식 (galvanic corrosion) 을 최소화합니다.

티타늄 접착 (티타늄 나트라이드 코팅)

티타늄 접착, 일반적으로 "티타늄 금" (TiN) 으로 통칭되며, 독특한 황금-황금 색조를 가진 내구성 있고 부식 저항성 코팅을 생산합니다. 이 과정은 다중 활 이온 접착을 사용합니다.고전압 활을 통해 티타늄 원자를 이온화하는-500~-1000V) 를 가지고 보석 쪽으로 가속화하여 붙는 힘을 높인다. 주요 단계는 다음과 같다.

• 목표 준비: 고순도 티타늄 (99.99%) 타겟을 사용하여 코팅 무결성을 보장합니다.
• 반응 가스 도입: 질소 (N2) 는 티타늄 이온과 반응하여 TiN을 형성하기 위해 방에 주입됩니다.
• 프로세스 제어: 퇴적 온도는 200~300°C로 설정되며, 코팅 두께는 1-2μm입니다.그 결과 된 TiN 층은 뛰어난 마모 저항력을 가지고 있습니다 (성염 스프레이 테스트를 48 시간 동안 관절없이 견딜 수 있습니다.).

사용자 지정 색상 (예를 들어, 장미 금 티타늄), 합금 타겟 (Ti-Al) 또는 가스 혼합 조정 (N2/Ar 비율) 은 코팅의 광적 특성을 수정하는 데 사용됩니다.

티타늄 접착물의 색상 유지

티타늄 가루는 실제 금 가루에 비해 색상 보존이 우수합니다.3~8년정상적으로 마비되는 상태에서 사용된다.

• 물질적 무력성: TiN 은 화학적 으로 안정적 이며 산화, 부식, 피부 기름 이나 가정용 화학 물질 과 반응 하는 것 에 저항 합니다.
• 단단함: HV 2000-2500 경직성으로 코팅은 스크래치 저항성이 높으며 기판을 노출시키고 변색을 일으키는 표면 손상을 방지합니다.
• 레이어 밀도: 멀티-아크 이온 접착제 는 밀도가 높고 핑홀이 없는 필름을 만들어 환경 요인 에 대한 장벽 으로 작용 합니다.5년 후에도 70% 이상 유지됩니다..

실제 금 은유 와 티타늄 은유 의 비교

제조업체와 소비자를 위한 명확한 참조를 위해, PVD 실금화와 티타늄화 사이의 주요 차이점은 아래에서 요약됩니다.

포스트 코팅 처리 및 품질 검사

마지막 단계는 코팅이 미적 및 성능 기준을 충족시키는 것을 보장합니다. 냉각, 마무리 및 엄격한 테스트를 포함합니다.

냉각 및 완성

퇴적 후 진공 방은 점차 질소를 채우고 압력을 풀고, 2-4시간 동안 주얼리를 실온으로 냉각합니다.열 스트레스로 인한 균열을 방지하기 위해 빠른 냉각을 피합니다.장식품의 경우, 부드러운 직물 바퀴로 최종 닦는 것은 작은 표면 불완전성을 제거하고 반짝이는 것을 향상시킵니다.원하는 표면 패턴을 보존하기 위해 추가로 닦는 것이 없습니다..

품질 검사

검사 프로토콜은 여러 성능 메트릭을 포함합니다.

• 두께 측정: 디지털 두께 측정기 (정밀도 0.1μm) 는 ±0.1μm를 초과하는 오차로 가공이 필요한 코팅 균일성을 확인합니다.
• 접착 테스트: 테이프 테스트 (ASTM D3359) 및 가로 절단 테스트는 코팅이 껍질이 벗겨지지 않거나 쪼개지지 않도록합니다.
• 강도 검사: 미세 경화 검사기는 표면 경화를 측정하며, 티타늄 접착에 HV 1200과 금 접착에 HV 800의 최소한의 요구 사항이 있습니다.
• 미적 평가: 색변, 핀홀 또는 불규칙성을 위한 표준화 된 조명 검사 아래 시각 검사.
• 색상 유지 검증: 가속된 노화 테스트 (예를 들어, 1000시간 UV 노출, 500시간 땀 침수) 는 실제 생활에서 장수성을 예측합니다. 금으로 칠한 것은 500시간 후에 ≥80%의 색을 유지해야 합니다.티타늄 가루는 ≥90%를 유지해야 합니다..
• 기능 테스트: 높은 성능의 보석에 대한 부패 저항성 (금 스프레이) 및 마모 저항성 (부착 테스트) 이 수행됩니다.

장점 및 산업 응용

진공 코팅은 전통적인 방법보다 많은 장점을 제공합니다. 환경 지속가능성 (독성 폐기물 없음), 우수한 코팅 성능 (밀도, 접착력 및 내구성),그리고 다양한 재료들 (금)실버, 티타늄 스틸, 플라스틱) 및 디자인 (공공, 새겨진, 마이크로 컴포넌트). 실제 금 진공 접착은 고급 가벼운 보석 (예:로즈 골드 목걸이와 귀걸이) 를 통해 비용과 고급스러운 매력을 균형을 맞추고 있습니다., 티타늄 접착은 스크래치 및 진식 저항성으로 기능 보석 시장 (예: 스포츠 시계, 의료 피어싱) 을 지배합니다.환경 친화적이고 오래 지속되는 보석에 대한 소비자 수요가 증가함에 따라진공 코팅 기술은 계속 발전하고 있습니다.다기능 복합 코팅 (후모 저항성 + 항균성) 및 지능형 프로세스 제어 (실제 두께 모니터링) 를 포함한 추세.