Высококачественная вакуумная ионно-дуговая установка PVD для нанесения покрытий на декоративные изделия, керамику, пластик, металл, стекло, титан, мебель

Lion KingМногодуговая ионная плакировка Машина

Обзор технологий

Многодуговая ионная плакировка - это метод PVD, использующий высокоточные дуги (100–500 А) для испарения металлических или керамических мишеней в вакуумной камере (давление < 10⁻² Торр). Ионизированный пар ускоряется к подложке с помощью напряжения смещения, образуя плотные, сверхтвердые покрытия с превосходной адгезией. Этот метод превосходен при нанесении нитридных, карбидных и оксидных пленок для промышленных и декоративных применений.

Принцип работы

Дуговоe испарение: Высокоточные дуги ударяют по поверхности мишени, генерируя ионизированный металлический пар.

Ускорение плазмы: Отрицательное смещение на подложке притягивает ионы, улучшая плотность и адгезию пленки.

Введение реактивного газа: Кислород или азот могут быть введены для образования соединений, таких как TiN или Cr₂O₃.

Основные преимущества

Высокая скорость осаждения: Достигает толщины пленки 1–5 μм/ч, идеально подходит для крупномасштабного производства.

Твердость и износостойкость: Покрытия, такие как TiAlN, обладают твердостью до 3000 HV, увеличивая срок службы инструмента в 3–5 раз.

Равномерное покрытие: Эффективно для сложных геометрий (например, винтов, шестерен) благодаря диффузии плазмы.

Коррозионная стойкость: Плотные пленки защищают от агрессивных сред (например, морской или автомобильной).

Применяемые отрасли

Инструменты и формы: Режущие инструменты, Сверла, пуансоны и прецизионные формы.

Стеклянная посуда: стеклянные чашки, стеклянные лампы, стеклянные произведения искусства.

Оборудование: Сантехника, дверные ручки, замки и столовые приборы.

Автомобилестроение: Поршневые кольца, литые диски, Компоненты двигателя и декоративная отделка.

Товары народного потребления: Ремешки и корпуса для часов, чехлы для мобильных телефонов, ювелирные изделия и ручки. Прочные, устойчивые к царапинам золотые или черные покрытия.

Медицина: Стерильные, биосовместимые покрытия для хирургических инструментов.

Эффекты и цвета покрытия

Машина может получать все виды цветов на изделиях из нержавеющей стали, включая золотой, розовое золото, бронзу, античную бронзу, кофе, синий, фиолетовый, черный и т. д.

Отделка поверхности: Металлический блеск, как зеркало, или матовые текстуры.

Варианты цвета: Золото (TiN), черный (CrN), синий (TiAlN) и радужные градиенты.

Серия имитации золота: TiN, ZrN, TiN+Au, ZrN+Au

Серия розового золота: TiCN, TiAlN, TiCN+Au--Cu, TiAlN+Au, Cu

Серия серебристо-белого цвета: CrN, CrSiN, Zr (микро N)

Серия серого цвета: Ti, нержавеющая сталь (S.S), (S.S) N

Серия кофейного цвета: TiCN, TiAlCN, ZrC

Синяя серия: TiO, CrO, TiALN

Черная серия: TiC, TiC+iC, TiCN, TiAlN, TiAlCN, Ti (C,O) и DLC

Типы конструкций

Вертикальная камера: Оптимизирована для пакетной обработки мелких деталей.

Горизонтальная камера: Подходит для крупномасштабного осаждения на плоские или цилиндрические подложки.

Материалы подложки

Металлы (нержавеющая сталь, алюминий), керамика и твердые пластмассы.

Материалы покрытия

Металлы: Ti, Cr, Zr, Al.

Нитриды: TiN, CrN, ZrN.

Карбиды: WC, TiC.

Вспомогательные производственные линии

Интегрируется с системами предварительной очистки покрытий (например, ультразвуковые ванны) и последующей термообработкой.

Расходные материалы

Мишенные стержни (Ti, Cr и т. д.), реактивные газы (N₂, O₂) и охлаждающая вода.

Применения

Режущие инструменты: Покрытия TiAlN для высокоскоростной обработки.

Декоративное оборудование: Дверные ручки и краны с коррозионностойким покрытием.

Аэрокосмическая промышленность: Высокотемпературные покрытия на компонентах двигателя.

Настройка

Наши системы оснащены регулируемыми дуговыми источниками, модулями осаждения с плазменным усилением и автоматизированным управлением процессом для индивидуальной производительности покрытия.

Машина для многодуговой ионной плакировки (также известная как машина для многодуговой ионной плакировки) является основным оборудованием в области технологии физического осаждения из паровой фазы (PVD), широко используемым для подготовки высокопроизводительных функциональных и декоративных покрытий. Его особенности тесно связаны с принципом работы (использование дугового разряда для испарения целевых материалов и ионизации частиц) и потребностями промышленного применения. Ниже приведены его основные особенности, разделенные по техническим характеристикам, функциональной гибкости и адаптивности к применению:

1. Высокая эффективность ионизации и прочная адгезия покрытия

Это самая основная особенность машин для многодуговой ионной плакировки, основанная на их уникальном механизме дугового испарения:

Ионизация, управляемая дугой: Машина использует высокоточный, низковольтный дуговой разряд для воздействия на поверхность целевого материала (например, титана, хрома, циркония). Энергия дуги мгновенно плавит и испаряет мишень, а испаренные частицы сильно ионизируются (степень ионизации может достигать 60%-90%, что намного выше, чем у других технологий PVD, таких как магнетронное распыление).

Усиление ионной бомбардировкой: Ионизированные частицы мишени ускоряются к поверхности заготовки под действием напряжения отрицательного смещения, приложенного к заготовке. Этот процесс «ионной бомбардировки» не только очищает поверхность заготовки (удаляя оксиды и загрязнения), но и заставляет частицы покрытия проникать в поверхность подложки, образуя металлургическую связь (вместо простой физической адгезии). В результате адгезия покрытия значительно улучшается — обычно достигая 20-80 МПа, что позволяет выдерживать трение, ударные нагрузки и термические циклы без отслаивания.

2. Широкая адаптируемость к целевым материалам и типам покрытий

Машина может соответствовать различным целевым материалам для подготовки покрытий с различными составами и функциями, удовлетворяя разнообразные промышленные потребности:

Разнообразная совместимость мишеней: Поддерживает мишени из чистого металла (Ti, Cr, Al, Zr, Cu), мишени из сплавов (TiAl, TiCr, ZrNb) и даже керамические мишени (TiN, Al₂O₃, CrN — подготовленные путем реактивного покрытия с газом).

Многофункциональные покрытия: Регулируя целевые материалы и технологические газы (N₂, Ar, O₂, C₂H₂), можно подготовить следующие покрытия:

Декоративные покрытия: TiN (золото), TiCN (розовое золото), CrN (серебристо-серый) для оборудования, часов и сантехники.

Износостойкие покрытия: TiAlN (для режущих инструментов), CrN (для форм), WC/C (для механических деталей) с твердостью до 2000-4000 HV (намного выше, чем у нержавеющей стали).

Коррозионностойкие покрытия: Al₂O₃ (оксидная керамика), ZrN (для морских компонентов) для защиты от кислот, щелочей и соляного тумана.

Функциональные покрытия: TiC (высокая теплопроводность) для радиаторов, DLC (алмазоподобный углерод) для антифрикционных и самосмазывающихся поверхностей.

3. Отличная компактность и однородность покрытия

Высокая скорость ионизации и процесс ускорения ионов обеспечивают плотную структуру и равномерную толщину покрытия:

Низкая пористость: Ионизированные частицы осаждаются на поверхности заготовки в «упорядоченном расположении» под руководством электрического поля, избегая зазоров или пустот, которые легко образуются в традиционных покрытиях испарением. Пористость покрытия обычно составляет менее 1%, что может эффективно блокировать проникновение коррозионных сред (например, воды, химикатов).

Хорошая однородность: Оптимизируя количество и расположение дуговых источников (многодуговая конструкция, обычно 2-8 дуговых источников), регулируя скорость вращения заготовки и контролируя распределение напряжения смещения, машина может достичь равномерной толщины покрытия на заготовках различной формы (даже сложные детали, такие как глубокие отверстия, канавки и изогнутые поверхности). Отклонение толщины обычно контролируется в пределах ±5%.

4. Точный контроль параметров процесса и стабильное производство

Современные машины для многодуговой ионной плакировки оснащены передовыми системами управления для обеспечения согласованности качества покрытия:

Регулировка нескольких параметров: Ключевые параметры процесса можно точно контролировать, в том числе:

Ток дуги (контролирует скорость испарения мишени и концентрацию ионов);

Напряжение смещения заготовки (контролирует энергию ускорения ионов и адгезию покрытия);

Степень вакуума (10⁻⁻3-10⁻⁻5 Па, обеспечивая отсутствие помех от примесей);

Скорость потока газа (контролирует концентрацию реактивного газа и состав покрытия).

Автоматизированное управление: Большинство моделей используют управление ПЛК или промышленным компьютером, поддерживая предустановленные рецепты процесса (хранение 100+ наборов параметров) и мониторинг параметров в реальном времени (стабильность дуги, уровень вакуума, толщина покрытия). Это уменьшает ошибки при работе человека и обеспечивает стабильное качество покрытия при серийном производстве.

5. Экологичность и высокая эффективность производства

По сравнению с традиционными технологиями нанесения покрытий (например, гальваникой) она имеет очевидные преимущества в области защиты окружающей среды и эффективности:

Экологичность и отсутствие загрязнения: В процессе используются инертные газы или реактивные газы (без токсичных химикатов, таких как цианид или тяжелые металлы) и не образуется жидких отходов, остатков или вредных выхлопов. Он соответствует строгим экологическим стандартам (например, EU RoHS, China GB 21900).

Высокая скорость осаждения: Благодаря высокой эффективности испарения дугового разряда скорость осаждения покрытия составляет 2-10 μм/ч (быстрее, чем магнетронное распыление). Например, декоративное покрытие TiN толщиной 2-5 μм может быть нанесено за 30-60 минут, что подходит для массового производства (например, ежедневный выпуск 10 000+ деталей оборудования).

6. Сильная адаптируемость к размерам и формам заготовок

Он может обрабатывать заготовки различных спецификаций, от мелких деталей до крупных компонентов:

Диапазон размеров заготовок: От микродеталей (например, электронных разъемов, деталей часов) до крупных компонентов (например, деталей автомобильных двигателей, сердечников пресс-форм диаметром 1-2 метра), если заготовка может быть помещена в вакуумную камеру (объем камеры варьируется от 0,1 м³ до 10 м³ для промышленных моделей).

Совместимость со сложной формой: Ограничение PVD «прямой видимостью» уменьшается за счет многодуговой компоновки и ускорения ионов. Для заготовок со слепыми отверстиями (отношение глубины к диаметру ≤ 3:1) или канавками однородность толщины покрытия все равно может соответствовать промышленным требованиям.

Краткое описание основных преимуществ

Короче говоря, машина для многодуговой ионной плакировки обеспечивает баланс между высокой производительностью покрытия, функциональной гибкостью и эффективностью промышленного производства, что делает ее незаменимым основным оборудованием в областях передового производства, новых материалов и инженерной обработки поверхности.

Спецификация:

Особенности

1. Дуга быстро перемещается по всей поверхности мишени, чтобы обеспечить равномерное травление поверхности мишени, что оптимизирует адгезию пленки и делает поверхность покрытия гладкой и плотной.

2. Более высокая эффективность оборота партии и эффективность производства покрытий.

3. Машина может обеспечить равномерность толщины в доступном диапазоне покрытия.

4. Высококачественные твердые покрытия придают режущим инструментам более высокую скорость резания и подачи и помогают продлить срок службы, чтобы сократить время замены инструментов, тем самым снижая общую стоимость обработки.

5. Большое трение и твердость покрытия обеспечивают меньшую смазку и охлаждение для получения высококачественной поверхности обработанных деталей.

Машины для многодуговой ионной плакировки (MAIP) основаны на различных источниках питания для генерации и управления плазмой, регулирования испарения материала и влияния на рост пленки. Эти источники питания имеют решающее значение для определения свойств покрытия, таких как адгезия, плотность и состав. Источники питания для машин многодуговой ионной плакировки (MAIP) в основном классифицируются по их выходной форме сигнала и логике управления. Наиболее распространенными типами являются источники питания постоянного тока, импульсные источники постоянного тока (PDC) и (реже) радиочастотные (RF) источники питания.

Сравнительный анализ источников питания MAIP

В таблице ниже обобщены основные различия между тремя основными типами:

Основные соображения при выборе источника питания

Выбор подходящего источника питания зависит от 4 критических факторов:

1. Требования к покрытию

Гладкость/допустимость дефектов: Если макрочастицы неприемлемы (например, медицинские имплантаты, оптика), выберите PDC или RF.

Скорость осаждения: Для крупносерийного производства (например, инструменты HSS) предпочтителен постоянный ток.

Тип покрытия: Реактивные покрытия (TiAlN, Al₂O₃) требуют PDC; изоляционные покрытия нуждаются в RF.

2. Материал мишени

Проводящие металлы/сплавы (Ti, Cr, Al): постоянный ток (низкая стоимость) или PDC (высокое качество).

Изоляционные материалы (Al₂O₃, SiO₂): RF (гибридная система).

Реактивные сплавы (Ti-Al, Cr-Al): PDC (стабилизирует реакции дугового газа).

3. Бюджет

Производство начального уровня: постоянный ток (низкие первоначальные и эксплуатационные расходы).

Производство среднего и высокого уровня: PDC (баланс качества и стоимости).

Специализированные исследования и разработки: RF (для сверхвысокопроизводительных покрытий).

4. Масштабируемость процесса

Пакетное производство (крупные детали): постоянный ток (высокая скорость).

Прецизионное пакетное производство (мелкие детали): PDC (качество + эффективность).

Лабораторные исследования и разработки: RF (гибкость для новых материалов).

Заключение

Источник питания определяет производительность машины MAIP:

Постоянный ток — экономичный выбор для покрытий низкого и среднего качества, где важна скорость.

Импульсный постоянный ток — отраслевой стандарт для высококачественных, реактивных или чувствительных к макрочастицам покрытий (например, инструменты, имплантаты).

RF — специализированный вариант для сверхтонких, изоляционных или лабораторных покрытий, где стоимость вторична по отношению к производительности.

Согласовав источник питания с вашими целями покрытия, целевым материалом и бюджетом, вы можете оптимизировать эффективность процесса MAIP и качество покрытия.

Lion KingМашина для многодуговой ионной плакировки

I. Описание особенностей

The Lion-ION Multi-Arc Ion Coater использует конструкцию с вертикальной передней дверью в сочетании с оптимизированным шпинделем двери и системой вращения. Эта конфигурация не только обеспечивает наиболее удобный опыт работы, но и позволяет наносить высококачественные покрытия, такие как TiN (нитрид титана) и TiO₂ (диоксид титана).

Вакуумная камера изготовлена из нержавеющей стали SUS304 со скрытой рубашкой водяного охлаждения. Камера подвергается тонкой полировке, что придает ей элегантный и прочный вид.

Оснащен несколькими комплектами недавно разработанных многодуговых ионных источников, обеспечивающих более равномерное, чистое и плотное ионное распыление с неизменно высоким качеством в каждом цикле нанесения покрытия.

Интегрирована усовершенствованная многоканальная система подачи газа, обеспечивающая точный контроль скорости потока газа для удовлетворения требований к нанесению композитных пленок.

Оснащена униполярным импульсным источником питания смещения, который значительно увеличивает энергию заряженных частиц, тем самым обеспечивая превосходную адгезию пленки и качество поверхности.

Включает в себя недавно разработанную интеллектуальную систему управления ПЛК и HMI (интерфейс человек-машина), упрощающую операции нанесения покрытий и делающую их более быстрыми и удобными для пользователя.

II. Техническая конфигурация

Примечание:

Стандартные размеры вакуумной камеры: Φ2000 мм × В4000 мм, Φ2200 мм × В4500 мм

Доступна настройка: Размеры вакуумной камеры и конфигурации оборудования могут быть адаптированы для удовлетворения конкретных требований к продукту и особых технологических потребностей клиентов.

III. Применение

The Вакуумная машина для многодуговой ионной плакировки способна наносить покрытия на поверхности металлов, керамики и других материалов подложек. Она широко используется для нанесения покрытий на поверхности стеллажей из нержавеющей стали, ручек, сантехнического оборудования и аналогичных изделий, что делает ее идеальной альтернативой традиционному гальваническому покрытию.

Основные типы покрытий:

Золото, серебро, нитрид титана (TiN), карбид титана (TiC), нитрид циркония (ZrN), нитрид титана-алюминия-хрома (TiAlCrN) и другие функциональные покрытия на основе металлов.

Основные преимущества изделий с покрытием:

Повышенная твердость поверхности и износостойкость

Улучшенная коррозионная стойкость

Улучшенный внешний вид (например, металлический блеск, настраиваемые цвета)

Характеристики функциональных покрытий