Вертикальная сверху открывающаяся ПВД вакуумная покрывающая машина для цветных листов из нержавеющей стали: конструкция, целевые материалы и газовые процессы

1. Введение в вертикальную машину для нанесения ПВД-покрытия с открытым верхом

Технология Physical Vapor Deposition (PVD) произвела революцию в обработке поверхности листов из нержавеющей стали, что позволяет производить высококачественные цветные покрытия с исключительной долговечностью.устойчивость к коррозииСреди различных конфигураций ПВД оборудования вертикальная сверху открывающаяся вакуумная покрывающая машина выделяется своей эффективностью в обработке больших деталей из нержавеющей стали,особенно в промышленном производствеЭто специализированное оборудование имеет уникальную конструкцию с открытым верхом, которая требует двухэтажной фабрики.с верхним этажом, служащим точкой доступа для погрузки/разгрузки деталей с помощью системы воздушного крана.

Основная конструкция сосредоточена на вертикальной вакуумной камере, изготовленной из высококачественной нержавеющей стали SUS 304, обеспечивающей структурную целостность и коррозионную устойчивость в суровых промышленных условиях.Типичная камера измеряет φ2600 × H4100 мм, оснащенный двуслойной охлаждающей водой для поддержания оптимальной температуры процесса и предотвращения термической деформации деталей.Механизм верхнего открытия устраняет пространственные ограничения конструкций бокового открытия, для размещения сверхбольших листов из нержавеющей стали (до 1300 × 3100 × 3 мм на партию) или компонентов нерегулярной формы (до 1900 × 3700 × 50 мм).Внутренняя часть машины имеет вращающуюся раму подъемного типа, позволяющую как вращение, так и вращение заготовкиВ сочетании с 36 луковыми отверстиями и 4 окнами наблюдения эта система с двойным движением позволяет точно контролировать процесс и отслеживать образование пленки в режиме реального времени.

2- Планировка двухэтажного завода и интеграция надвоенного крана

Вертикальная конструкция с открытым верхом требует двухэтажной фабричной конфигурации для максимизации эксплуатационной эффективности и безопасности.включая вакуумную камеру, насосная система, энергоблоки и охлаждающая инфраструктура.5 - 5 метров высоты) служит платформой обслуживания и погрузки для доступа и эксплуатации верхней крыши вакуумной камерыЭта компоновка использует вертикальное пространство для преодоления горизонтальных ограничений площади пола, удовлетворяя производителям с ограничениями пространства при облегчении обработки больших деталей.

Очень важным компонентом является 5 ≈ 10 т надвоенный кран, установленный на втором этаже, отвечающий за три ключевых операции: открытие/закрытие верхней крышки вакуумной камеры,загрузка/разгрузка запчастей на вращающуюся рамуИнтегрированный с технологией точного позиционирования, кран обеспечивает выравнивание между каруселью заготовки и вакуумной камерой.минимизация рисков загрязнения или поврежденияУстройства безопасности включают противоколебательные механизмы, аварийное управление остановкой и датчики нагрузки для предотвращения перегрузки, соответствующие стандартам промышленной безопасности.

Двухэтажная планировка оптимизирует эффективность рабочего процесса: в то время как покрытие происходит на первом этаже, верхний этаж может подготовить следующую партию заготовки, сокращая время простоя.Повышенная платформа обеспечивает безопасность, удобный доступ для выполнения задач по техническому обслуживанию, таких как замена цели, очистка камеры и инспекции системы.

3Целевые материалы для окрашенных покрытий из нержавеющей стали

Цвет покрытия определяется в первую очередь выбором целевого материала и его химической реакцией с процессовыми газами.механизмы, и применения:

3.1 Цели для титана (Ti)

Титановые цели предлагают разнообразные цветовые варианты в результате реакции с азотом, кислородом и углеродными газами:

• Природная нержавеющая стали: достигается путем нереактивного распыливания в чистом аргоне. тонкая титановая пленка на 50-100 нм сохраняет естественный внешний вид субстрата, повышая коррозионную стойкость и гладкость поверхности,подходящий для кухонных приборов и архитектурных поручников.
• Золото: Образуется путем реактивного распыливания в атмосфере, богатой азотом (N2:Ar ≈ 3:7), что приводит к получению нитрида титана (TiN).с ярким золотистым оттенком и твердостью до 2000 HVИдеально подходит для декоративных и функциональных применений, таких как ювелирные изделия и лифтовые панели.
• Розовое золото: Образуется путем добавления метана (CH4) к смеси азот-аргон (N2:CH4:Ar ≈ 2:1: 7), образуя карбонитрид титана (TiCN). содержание углерода регулирует оттенок; более высокие концентрации углубляют розовый оттенок. TiCN обеспечивает превосходную износостойкость для поверхностей с большим трафиком.
• Кофейный коричневый: Оптимизированный процесс TiCN с более высоким соотношением углерода к азоту (N2:CH4:Ar ≈ 1:2Повышенное содержание углерода создает теплый кофе-коричневый оттенок (от светло-коричневого до глубокого эспрессо), популярный в высококлассных мебели и автомобильной отделки интерьера.
• Черный: Производится в смешанной атмосфере азота, метана и кислорода (N2:CH4:O2:Ar ≈ 2:3:1Этот плотный, аморфный слой поглощает более 95% видимого света.обеспечивает мато-черную отделку с исключительной стойкостью к царапинам для бытовой электроники.

3.2 Цели циркония (Zr)

Циркониевые цели превосходят в долговечных, устойчивых к царапинам покрытиях:

• Золото: Нитрид циркония (ZrN), образованный путем распыливания в азоте (N2:Ar ≈ 2:8), предлагает более теплый, мягкий золотистый оттенок, чем TiN.Высокая коррозионная устойчивость подходит для наружных применений, таких как фасады зданий и морское оборудование.
• Черный: Карбонитрид циркония (ZrCN), полученный в атмосфере азота и метана (N2:CH4:Ar ≈ 1:3Высокое содержание углерода (30-40 атомных%) повышает твердость (до 2200 HV) для рамок смартфонов и промышленных компонентов.

3.3 Цели хрома (Cr)

Хромные цели производят стабильные нейтральные и землистые тона:

• Синий: Оксид хрома (Cr2O3) образуется путем реактивного распыливания в кислороде (O2:Ar ≈ 3:7) толщиной 150 ≈ 200 нм. Интерференция света создает яркий синий оттенок.толстые слои глубокий морскойОтличная устойчивость к ультрафиолету подходит для наружных вывесок и автомобильной отделки.
• Черный: Карбид нитрида хрома (CrCN) из смеси азота и метана (N2:CH4:Ar ≈ 2:216), имеет матовую черную отделку с высокой химической устойчивостью, идеально подходит для пищевой промышленности и ванной комнаты.

3.4 Цели из нержавеющей стали

Экономичные варианты для конкретных цветов:

• Природная нержавеющая стали: Нереактивное распыление в чистом аргоне дает покрытие, соответствующее составу субстрата, сохраняя естественный вид для крупных архитектурных проектов.
• Синий: Реактивное распыление в азоте (N2:Ar ≈ 4:6) образует нитрид нержавеющей стали (FeCrN), обеспечивающий темно-синий оттенок с исключительной адгезией и цветовой стабильностью для фасадов коммерческих зданий.

4Процессные газы в ПВД-покрытии

Процессы ПВД используют инертные газы для распыливания и реактивные газы для образования соединений.

4.1 Инертные газы: Аргон (Ar)

Аргон (чистота 99,999%+) служит основной средой для распыливания, при этом его атомная масса (39,95 г/моль) идеально подходит для вытеснения атомов-мишень.с давлением в камере, поддерживаемым от 10−2 до 10 PaДля натуральных покрытий из нержавеющей стали используется чистый аргон (100-150 куб. см).

4.2 Реактивные газы

• Азот (N2): Формирует нитридные покрытия (TiN, ZrN, FeCrN) с золотыми, розовыми или синими оттенками.
• Кислород (O2): Производит оксидные покрытия (TiO2, Cr2O3) с синим или оранжевым цветом.
• Газы, содержащие углерод: Метан (CH4, 10 ‰ 50 мкм) и ацетилен (C2H2) вводят углерод для карбонитридных покрытий (TiCN, ZrCN).

4.3 Системы управления газом

Системы точного управления газом (регуляторы массового потока, преобразователи давления) интегрируются с ПЛК, что позволяет хранить цветовые рецепты (до 50 профилей) для работы с одним касанием.Очистительные фильтры удаляют влагу, масла и частиц, обеспечивая постоянные условия процесса.

5Основные технические характеристики и эксплуатационные преимущества

• Пропускная способность заготовки: до 3 листов (1300 × 3100 × 3 мм) на партию; вращающаяся рама с двумя креплениями.
• Производительность вакуума: конечное давление 5,0 × 10−4 Pa; скорость утечки 0−3 Pa·L/s.
• Цикл покрытия: 3-6 часов за партию (3 часа для натуральной отделки; 5-6 часов для коричневой/черной).
• Точность цвета: Повторяемость ΔE 0 (CIE Lab); оптический мониторинг в режиме реального времени.
• Автоматизация: режимы ручной/полуавтоматической/полностью автоматической работы; интерфейс с сенсорным экраном.
• Энергоэффективность: 15~20% меньше расхода энергии, чем у обычных машин для бокового открывания.

6Применение и влияние на промышленность

Широко используется в различных отраслях промышленности:

• Архитектура: Фасады, шторы, дверные/оконные рамы (золотые, синие, натуральные отделки).
• Бытовая техника: панели холодильников, кухонные принадлежности (естественная отделка, черный, розовый золото).
• Автомобильная промышленность: Внутренняя/внешняя отделка, колесные обои (черный, коричневый, розовое золото).
• Потребительская электроника: корпуса для смартфонов/ноутбуков (черный, синий, розовое золото).
• Мебель: ручки шкафов, осветительные приборы (коричневый, золотой, синий).

Машина поддерживает устойчивое производство с шестивалентными хром-бесплатными покрытиями, повышая дифференциацию продукции с помощью универсальных цветовых вариантов.