Plasma Ceramic Coating Machine: Pagpili ng Proseso, Mga Detalye at Gabay sa Pagbili

Kagamitan sa Patong

Mga Plasma Ceramic Coating Machine: Pagtutugma ng Proseso sa Bahagi

Dalawang magkaibang makina ang nagtatago sa likod ng isang termino para sa paghahanap, at ang pagpili sa maling pamilya ay nagkakahalaga ng higit pa kaysa sa pagpili ng mahal.

Ang isang tool shop na nangangailangan ng tatlong micrometres ng aluminum titanium nitride sa 8 mm end mill ay hindi kailanman makakarating doon gamit ang isang plasma spray torch. Ang isang foundry coating na dalawang metrong bahagi ng tambutso na may 250 micrometres ng zirconia ay hindi rin makakarating doon na may arc evaporation chamber. Ang parehong mga proseso ay plasma ceramic coating, parehong ibinebenta sa ilalim ng pangalang iyon, at iyon ang dahilan kung bakit napakaraming unang mga panipi ang teknikal na tama at walang silbi sa komersyo.

Nauuna ang panuntunan sa pagpapasya: ayusin ang kapal ng coating, ang limitasyon sa temperatura ng substrate at ang geometry ng bahagi bago basahin ang anumang sipi. Ang tatlong variable na iyon ay halos agad na nag-aalis ng isang proseso ng pamilya. Ang laki ng kamara, bilang ng cathode, pump stack at presyo ay mga detalye na maaaring pag-usapan pagkatapos.

Ang Talagang Ginagawa ng Plasma sa loob ng Kamara

Sa vacuum plasma deposition, ang plasma ay hindi ang patong. Ito ang daluyan ng transportasyon. Ang isang cathode ay tinamaan ng isang mababang boltahe, mataas na kasalukuyang arko sa multi-arc ion plating, o binomba ng magnetically confined gas ions sa sputtering, at ang singaw ay umalis sa pinagmulan na naka-ionize na. Sa mga pinagmumulan ng cathodic arc ang ionization fraction ay sapat na mataas na ang karamihan sa kung ano ang umaabot sa bahagi ay dumating bilang sisingilin na mga particle sa halip na neutral na mga atomo.

Ang mga naka-charge na particle ang dahilan kung bakit siksik ang pelikula. Ang isang negatibong bias sa substrate holder, karaniwang 50 hanggang 200 volts, ay nagpapabilis sa mga ion na iyon sa ibabaw na may sampu hanggang ilang daang electron volts ng enerhiya. Ang epektong iyon ay naka-pack sa lumalaking layer, nagsasara ng porosity at nag-angkla nito sa substrate. Magdagdag ng reaktibong gas at ang metal na plasma ay magiging isang ceramic compound sa ibabaw: nitrogen para sa TiN, CrN at AlTiN, acetylene para sa DLC at TiCN, oxygen para sa aluminum oxide at zirconium oxide.

Ang parehong plasma ay naglilinis ng mga bahagi. Bago magsimula ang pagtitiwalag, ang isang hakbang ng pagbomba ng argon ion ay nag-aalis ng mga layer ng oxide at mga nalalabi sa antas ng atom. Ang mga pagkabigo sa pagdirikit ay sinusubaybayan pabalik sa yugtong ito nang mas madalas kaysa sa patong mismo, lalo na sa hindi kinakalawang na asero at tumigas na tool steel.

Ang isang quotation na nagsasabing "PVD coating machine" lang ay nagtatago ng sampung beses na pagkakaiba sa kapal ng pelikula at ilang daang degree ng pagkakaiba sa temperatura ng substrate.

Para sa nitride ceramics sa mga tool, molds at wear parts, ang multi-arc ion plating ay nananatiling workhorse, dahil mataas ang deposition rate at ang enerhiya ng ion ay itinayo sa proseso sa halip na idagdag pagkatapos.

Plasma Spray at Vacuum Plasma Deposition Kumpara

Ang dalawang pamilya ay madalas na iniharap bilang mga alternatibo. Hindi sila mga kakumpitensya tulad ng iba't ibang mga sagot sa iba't ibang mga tanong tungkol sa kapal, temperatura at pagtatapos.

Ang ikatlo at ikaapat na column ay parehong mga proseso ng vacuum, ngunit hindi sila mapapalitan. Ang mga pinagmumulan ng arko ay nagdeposito nang mas mabilis at humawak ng pagdirikit sa kumplikadong geometry. Ang mga sputtering source ay nagdeposito nang mas mabagal ngunit gumagawa ng mas malinaw na mga pelikula at mas mahusay na kontrol sa oxide stoichiometry. Kung ang bahagi ay nagdadala ng isang mirror finish na kinakailangan o ang pelikula ay dapat na optically clear, sputtering panalo. Kung ito ay isang drill bit o isang insert ng amag, ang arc ay karaniwang nananalo sa halaga ng bawat bahagi.

Mga Detalye na Ihahambing Bago Ka Mag-sign

Kapag naayos na ang pamilya ng proseso, ang sheet ng detalye ay magiging isang maikling listahan ng mga item na tunay na nagbabago kung ano ang magagawa ng makina para sa iyong mga bahagi.

1. Magagamit na dami ng silid, hindi mga panlabas na sukat. Humingi ng taas ng rack at diameter ng pag-ikot, pagkatapos ay suriin kung paano nakaupo ang iyong pinakamalaking bahagi sa kabit.
2. Pump stack at base pressure. Ang rotary vane pump na may roots blower at alinman sa oil diffusion pump o turbomolecular pump ay ang karaniwang pagsasaayos; ang naaabot na presyon ng base ay nagtatakda ng kisame sa kadalisayan ng pelikula.
3. Bilang ng cathode, laki ng target at target na materyal. Ang isang tatlong-cathode na makina at isang labindalawang-cathode na makina ay iba ang halaga at iba ang coat.
4. Configuration ng power supply. Mga supply ng arko para sa mga cathode, DC o pulsed bias para sa substrate holder, at mga supply ng medium-frequency o RF kapag may kasamang insulating oxide target.
5. Pag-ikot ng substrate. Ang pag-ikot ng single-axis ay mas mura, ang three-axis na pag-ikot ng planeta ay nagbibigay ng kapansin-pansing mas mahusay na pagkakapareho ng kapal sa magkahalong pagkarga.
6. Reaktibong kontrol ng gas. Ang mga controllers ng mass flow lamang ay hindi sapat para sa trabaho ng nitride at oxide; Ang bahagyang-pressure control o plasma emission monitoring ay nagpapanatili sa proseso sa labas ng target na poisoning zone.
7. Laki ng pag-load at oras ng pag-ikot. Ang mga bahagi kada oras ay higit na mahalaga kaysa sa presyo ng headline, dahil ang paggawa at mga utility ay sumusukat sa mga oras, hindi sa mga silid.
8. Dokumentasyon at pagsukat. Ang kapal, tigas, pagdirikit at data ng kulay ay dapat na bahagi ng package ng pagtanggap, hindi isang pabor.

Para sa mga oxide ceramics tulad ng Al2O3, ZrO2 at transparent conductive oxides, ang pag-uusap ng detalye ay lumilipat mula sa tigas at patungo sa stoichiometry, dahil ang pelikula ay dapat na electrically o optically correct kaysa sa simpleng wear resistant.

Kung saan Nagbabayad ang Mga Siksik na Ceramic Films

Ang mga ceramic PVD films ay kumikita ng kanilang gastos kung saan ang tatlong kundisyon ay nagsasapawan: ang pagkasira o kaagnasan ay nagpapaikli sa buhay ng bahagi, mahalaga ang surface finish, at ang bahagi ay hindi makakaligtas sa spray temperature o isang electroplating line.

Mga tool sa paggupit at amag

Ang 2 hanggang 4 na micrometer na AlTiN o TiCN layer ay nagpapalawak ng buhay ng serbisyo ng mga end mill, drills at forming dies na higit pa sa kung ano ang inihahatid ng uncoated o unhardened steel, at inilalapat ito sa mga temperatura na nag-iiwan sa tool na heat treatment na buo. Ang aritmetika ay diretso: ang isang makina ay maaaring gamutin ang libu-libong mga tool sa isang buwan para sa isang bahagi ng kung ano ang halaga ng isang bagong grinding cell.

Transmission at mga bahagi ng makina

Ang mga bearings, gears, spindles at screw compressor rotors ay nakikinabang mula sa low-friction DLC o wear-resistant CrN. Dito ang limitasyon na kadahilanan ay karaniwang tempering. Kung ang isang bahagi ay pinainit sa 200 degrees Celsius, ang coating cycle ay kailangang manatili sa ibaba nito, na nagtutulak sa detalye patungo sa arc o sputtering na may mahigpit na kinokontrol na bias heating.

Mga instrumentong medikal at pandekorasyon na bahagi

Ang mga surgical blades ay nangangailangan ng patong na hindi mapurol ang gilid, kaya 1 hanggang 3 micrometres ang praktikal na bintana. Sa bahaging pampalamuti, ang anti-fingerprint at may kulay na mga ceramic na layer sa sanitary ware, tableware, watchbands at architectural hardware ay nakadepende sa batch-to-batch na pagkakapare-pareho ng kulay nang higit pa kaysa sa maximum na tigas.

Gastos, Panganib at Pagsusuri sa Pagtanggap

Ang isang sistema ng vacuum plasma ay isang asset ng produksyon, kaya ang bilang na mahalaga ay gastos sa bawat bahaging pinahiran, hindi ang invoice. Dalawang quotation na may 40 porsiyentong agwat sa presyo ay maaaring ganap na baligtarin kapag ang laki ng load, cycle time at consumable life ay kasama sa parehong kalkulasyon.

Ilagay ang acceptance test sa kontrata at patakbuhin ito sa sarili mong bahagi, hindi sa demonstration coupon ng supplier. Ang isang magagamit na pakete ay sumasaklaw sa:

• Ang kapal ng pelikula ay sinusukat sa aktwal na bahagi ng ball crater o XRF, na may nakasaad na tolerance gaya ng plus o minus na 10 porsyento.
• Microhardness sa ilalim ng pagkarga, karaniwang HV 0.05 o HV 0.1, sa isang pinakintab na cross-section.
• Adhesion sa pamamagitan ng Rockwell C indentation laban sa HF1 hanggang HF4 scale, o isang scratch test na may tinukoy na kritikal na pagkarga.
• Ang pagkakaiba ng kulay ay sinusukat sa isang spectrophotometer, na may Delta E na mas mababa sa 1.5 sa pagitan ng mga batch para sa pandekorasyon na produksyon.
• Pagganap ng kaagnasan tulad ng mga oras ng pag-spray ng asin, kung saan ang bahagi ay hahawakan o gagamitin sa labas.
• Tatlong magkakasunod na batch ng produksyon, sa makina ng produksyon, na may naitala na data ng proseso para sa bawat pagtakbo.

Kumpirmahin ang wear-part supply chain sa parehong oras. Ang mga cathode, arc power supply, bias supply, diffusion o turbomolecular pump, pump oil, mga target at evaporation wire ay lahat ay may hangganang buhay, at ang makinang naghihintay ng tatlong buwan para sa isang target ay isang makina na hindi kumikita. Nakakatulong ito upang suriin ang buong hanay ng kagamitan at consumable sa isang lugar, upang ang kamara at ang mga ekstrang bahagi nito ay bahagi ng parehong negosasyon.

Wala sa mga ito ang nangangailangan ng malalim na vacuum physics. Hinihingi nito ang pagpapasya, bago dumating ang unang sipi, kung ang bahagi ay nangangailangan ng isang manipis na siksik na ceramic film o isang makapal na buhaghag na ceramic layer. Ang bawat iba pang pagpipilian tungkol sa isang plasma ceramic coating machine ay sumusunod mula sa iisang sagot na iyon: chamber geometry, bilang ng cathode, pump stack, kontrol ng gas at, sa kalaunan, presyo.

Kung ang susunod na hakbang ay ang pag-unawa sa kung paano kumikilos ang proseso sa mga totoong production surface, ang pangkalahatang-ideya na ito ng kung paano binabago ng plasma coating ang surface treatment ay isang praktikal na panimulang punto bago mo simulan ang paghahambing ng mga sipi.