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多弧离子镀技术及其应用

万方数据

多弧离子镀技术及其应用

作者：姜雪峰，刘清才，王海波， JIANG Xue-feng， LIU Qing-cai， WANG Hai-bo

作者单位：重庆大学,机械传动国家重点实验室,重庆,400030

刊名：

重庆大学学报（自然科学版）

英文刊名：JOURNAL OF CHONGQING UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION)

年，卷(期)：2006,29(10)

被引用次数：4次

参考文献(27条)

1.TANAKA Y;GUR T M Properties of(Ti,XAIX) N Coating for Cutting Tools Prepared by the Cathodic Arc Ion Plating Method 1992(04)

2.MATTAX D M Particle Bombardment Effects on Thin Film Deposition:A Review 1989(03)

3.KAMAR N Failure Mechanisms of TiN Thin Film Diffusion Barriers 1988

4.薛钰芝;林纪宁;周立梅氮分压对TiN离子镀层影响的研究 1998(01)

5.许樵府离子镀在航空发动机中的应用[期刊论文]-航空制造技术 2002(07)

6.杨建宏多弧离子镀技术在钟表行业中的应用 1994(02)

7.吴玉广;李荣雪多弧离子镀技术在航天航空制造维修业中的应用实例[期刊论文]-航空工程与维修 1999(02)

8.吴玉广;任德亮;徐前离子镀膜技术在制造业中的应用[期刊论文]-航空制造技术 2003(09)

9.王永康Ti0.5Al0.5N涂层的抗高温氧化行为[期刊论文]-材料工程 2001(01)

10.熊仁章;夏立芳;雷廷权工艺因素对TiAlN多元涂层成分的影响[期刊论文]-兵器材料科学与工程 2000(05)

11.孙伟;宫秀敏;叶卫平基体材料硬度和化学成分对TiN涂层结合力的影响[期刊论文]-金属热处理 2000(08)

12.汪泓宏;田民波离子束表面强化 1992

13.RICHERBY D S;BULL S J Engineering with Surface Coatings:The Role of Coating Microstructure 1989

14.孙伟;宫秀敏;叶卫平多弧离子镀沉积温度对TIN涂层性能的影响[期刊论文]-电加工与模具 2000(05)

15.胡树兵多弧离子镀TiN涂层在冲孔模上的应用 1997(02)

16.宋人娟多弧离子镀TiN低温涂层的研究 1994(06)

17.王福贞表面沉积技术 1989

18.周细应;万润根;陈凯旋TiN涂层的正交设计工艺分析[期刊论文]-热加工工艺 1996(04)

19.曾凤章;徐新乐;吴玉广多弧离子镀膜工艺的技术开发[期刊论文]-北京工业大学学报 1999(01)

20.SANCHETTE F;CZERWIEC T Sputtering of A1-Cr and Al-Ti Composite Targets in Pure Ar and in Reactive ArCr Plasmas[外文期刊] 1997(2/3)

21.WANG Y K;XIA L F;LEI T O A Research on Microstructure and Properties of (Ti,A1)N Coating 1995

22.胡传表面处理技术手册 1997

23.黄子勋电镀理论 1982

24.陈国平薄膜物理与技术 1993

25.宫秀敏;叶卫平;孙伟TiN涂层中的择优取向及其对涂层性能的影响[期刊论文]-机械工程材料 2000(01)

26.周细应;万润根;陈凯旋TiN涂层的工艺分析 1994(03)

27.严岱年表面处理 1996

引证文献(4条)

1.曹美蓉.魏仕勇.蒋雷.刘建军PVD涂层技术在冲压/成型模具中的应用及实例[期刊论文]-热处理技术与装备2010(3)

2.袁方园.陆文琪.林国强利用朗缪尔双探针诊断电弧离子镀等离子体参数[期刊论文]-真空科学与技术学报2009(5)

3.硬质薄膜技术的最新发展[期刊论文]-真空 2009(6)

4.严永林.郑勇.于海军.卜海建氮碳化钛涂层制备技术的研究进展[期刊论文]-材料导报 2007(7)

本文链接：https://www.wendangku.net/doc/24523956.html,/Periodical_cqdxxb200610013.aspx

电刷镀技术的应用实例

捷利特电刷镀原理电刷镀原理; 刷镀是依靠一个与阳极接触的垫或刷提供电镀需要的电解液。电镀时，垫或刷与被镀的阴极作相对运动而获得镀层的电镀方法。刷镀与电镀的基本原理一样，工作时零件为阴极，欲镀的金属（或不溶性导电材料）为阳极。阳极外面包有吸水性好的纤维材料（垫或刷），以便吸附镀液。当阳极与零件表面接触并不断相对运动时，电流通过阳极与零件表面的纤维材料所吸附的镀液，金属则沉积在零件表面而形成镀层。随时间延长，镀层逐渐加厚。镀层的均匀性可由电流密度、阳极移动速度、镀液的流量、电镀时间来控制。主要特点： 1.不需镀槽及其它装置，设备简单，可在现场对大型机器实现不完全解体而局部施镀； 2.阴阳极间距离近，允许使用大电流密度，沉积速度快； 3.镀层氢脆性小； 4.镀层硬度高； 5.镀层的孔隙率低； 6.受镀表面形状不受限制；

7.对基体金属热影响小； 8.操作简单； 9.能耗低； 10.对环境污染小。适用范围 1.修复加工超差、磨损、损伤或锈蚀的零件、量具和磨具； 2.修复损伤或有缺陷的电镀件； 3.镀覆一般电镀无法下槽的特大零件； 4.现场镀覆难拆卸或拆运昂贵的大型设备； 5.镀覆大型零件的局部、盲孔、窄缝、深孔； 6.制作和修补印刷电路； 7.镀覆和修复要求导电性能良好的电气触点和接头； 8.镀覆要求局部防渗碳、防渗氮的镀层； 9.镀覆要求改善钎焊性能的局部镀层； 10.为特殊材料（铝、钛、合金钢）的电镀件镀覆过渡结合层； 11.装饰或修复鎏金屋顶； 12.装饰或修复雕塑、文物、珠宝等艺术品； 13.镀覆要求特殊性能的局部表面（如导电、耐蚀等）； 14.在金属表面沉积不同金属图案； 15.去金属毛刺； 16.模具刻字； 17.动平衡零件去重。

离子镀铝技术介绍

离子镀铝技术介绍-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

离子镀铝技术离子镀铝是通过物理气相沉积方法的方法在产品表面镀覆一层厚度均匀、结合力好的纯铝涂层。离子镀铝是一门新技术，它具有工艺温度低、镀层组织致密附着性、绕镀性良好、无公害等优点。目前主要有磁控溅射、多弧和电阻加热蒸发这三类设备。美国等国开展了离子镀铝研究工作较早，已取得较好成果，并应用于生产上。我国在80年代前后开展了离子镀的研究工作，并相继开始了离子镀铝的研究，但由于缺少环保意识，未获得大规模推广。 1、离子镀铝工艺流程（1）入炉前的工件清洗：金属清洗剂浸泡—金属清洗剂超声波清洗—去离子水冲洗—脱水—烘干。通过清洗，使工件表面达到去油、去污、脱水的状态；（2）装炉后的离子溅射清洗：工件装卡入炉，抽真空、待真空度抽到8x 10-3Pa时，加热烘烤工件，同时通入氩气到2.6～6.67Pa之后，施加800～1000V的负偏压，对工件进行离子清洗，离子轰击15～20min，以保证铝涂层与工件有良好的结合力；（3）离子沉积镀铝：起铝靶、调正氩分压、调整所需的靶功率。等铝靶工作正常后，打开挡板，镀制铝涂层；（4）镀覆后处理：镀制结束，工件随炉冷却到150℃后，出炉，进行化学氧化处理（在7.5～15g/l阿洛丁1200S溶液中氧化30～60s）。

2、离子镀铝涂层的特点离子镀铝是为了取代电镀镉涂层而发展起来的。由于电镀镉的一些问题，现在欧美国家已禁止使用电镀镉涂层，这些问题主要有：普通的电镀镉工艺不但造成环境污染，而且要引起高强钢和钛合金氢脆；电镀镉涂层的耐蚀性能低于离子镀铝层；电镀镉涂层的使用温度低于232℃，而离子镀铝层可用于500℃。离子镀铝有下列优点：（1）离子镀铝层的组织结构可以通过工艺参数控制，从而得到晶粒细小、厚度均匀、结台力优异的涂层；（2）采用离子镀铝工艺不会造成环境污染，也不损害基体的机械性能，甚至能明显提高某些基体材料的疲劳性能；（3）离子镀铝涂层比电镀镉和锌涂层具有更好的保护性能和更高的使用温度；（4）铝涂层除了保护作用之外，还具有其它许多优异的性能，例如优异的导电性和漂亮的外观等。 3、离子镀铝涂层的效果美国军标列出了三级二类铝涂层厚度和耐蚀性能的Mil-C-83488B标准：

电刷镀技术

电度是指利用电解的方法从一定的电解质溶液（水溶液、非水溶液）中，在经过处理的基体金属表面沉积层叫电沉积各种所需性能或尺寸的连续、均匀而附着沉积的一种电化学过程的总称。电镀所获得的沉积层叫电沉积层或电镀层。获得电镀层的技术属于表面工程技术中的覆盖层技术，属于原子沉积技术，是覆盖层技术领域较为古老而成熟且应用面较广泛的一种技术。电镀广泛用于各种金属和非金属的防护，以及赋予这些金属和非金属的各种所需要的特殊性能或功能。高级装饰防护和各种功能性电镀或两者兼具的电镀是电镀技术发展的重要趋势。第4章电刷镀技术 4.1概述 4.1.1电刷镀技术的基本原理电刷镀是应用电化学沉积的原理，在导电零件需要制备镀层的表面上，快速沉积金属镀层的表面技术，它是表面工程技术重要的组成部分。电刷镀原理如图4-1所示。电刷镀时，直流电源的负载通过电缆线与工件联接；正极通过电缆线与镀具（导电柄和阳极的组合体）联接。镀具前端的经包裹的与刷镀表面仿形的阳极与工件表面轻轻接

触，含有欲镀金属离子的电刷镀专用镀液不断地供送到阳极和工件刷镀表面之间，在电场作用下，镀液中的金属离子定向迁移到工件表面，在工件表面获得电子还原成金属原子 M n+n e→M↓ 还原的金属原子在工件表面上形成镀层。电刷镀是电镀技术的一种特殊形式，又被称为“涂镀”、“无槽电镀”、“选择性电镀”、“擦镀”等。电刷镀时被刷镀工件不需进入镀槽，包裹好的阳极必须与工件刷镀表面接触以便形成局部的“镀槽”。阳极的面积通常都小于刷镀表面，为此阳极和工件刷镀表面必须作相对运动才能在欲刷镀的整个表面上沉积镀层。电刷镀通常采用不溶性阳极，避免产生阳极钝化现象，同时电刷镀专用镀液里的金属离子含量高，所以电刷镀时的电流密度很大。阳极（通过包套）与工件刷镀表面接触、相对运动、使用很大的电流密度（一般为槽镀的5～10倍）是电刷镀技术必须具备的三个基本条件。这三个基本条件决定了电刷镀电源、电刷镀溶液、电刷镀工艺和电刷镀应用的一系列特点。 4.1.2电刷镀技术的特点（1）电刷镀层具有良好的力学性能和物理-化学性能电刷镀层与金属基本的结合强度高。例如，常用的镍镀层与碳钢的结合强度≥70MPa，在钛、铝、铬及高合金钢等难镀材料和石墨等非金属材料上也都具有很高的结合强度。电刷镀技术中有一百多种镀液可供选用，可满足耐磨、耐蚀、减

多弧离子镀技术及其应用

万方数据

多弧离子镀技术及其应用作者：姜雪峰，刘清才，王海波， JIANG Xue-feng， LIU Qing-cai， WANG Hai-bo 作者单位：重庆大学,机械传动国家重点实验室,重庆,400030 刊名：重庆大学学报（自然科学版）英文刊名：JOURNAL OF CHONGQING UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION) 年，卷(期)：2006,29(10) 被引用次数：4次参考文献(27条) 1.TANAKA Y;GUR T M Properties of(Ti,XAIX) N Coating for Cutting Tools Prepared by the Cathodic Arc Ion Plating Method 1992(04) 2.MATTAX D M Particle Bombardment Effects on Thin Film Deposition:A Review 1989(03) 3.KAMAR N Failure Mechanisms of TiN Thin Film Diffusion Barriers 1988 4.薛钰芝;林纪宁;周立梅氮分压对TiN离子镀层影响的研究 1998(01) 5.许樵府离子镀在航空发动机中的应用[期刊论文]-航空制造技术 2002(07) 6.杨建宏多弧离子镀技术在钟表行业中的应用 1994(02) 7.吴玉广;李荣雪多弧离子镀技术在航天航空制造维修业中的应用实例[期刊论文]-航空工程与维修 1999(02) 8.吴玉广;任德亮;徐前离子镀膜技术在制造业中的应用[期刊论文]-航空制造技术 2003(09) 9.王永康Ti0.5Al0.5N涂层的抗高温氧化行为[期刊论文]-材料工程 2001(01) 10.熊仁章;夏立芳;雷廷权工艺因素对TiAlN多元涂层成分的影响[期刊论文]-兵器材料科学与工程 2000(05) 11.孙伟;宫秀敏;叶卫平基体材料硬度和化学成分对TiN涂层结合力的影响[期刊论文]-金属热处理 2000(08) 12.汪泓宏;田民波离子束表面强化 1992 13.RICHERBY D S;BULL S J Engineering with Surface Coatings:The Role of Coating Microstructure 1989 14.孙伟;宫秀敏;叶卫平多弧离子镀沉积温度对TIN涂层性能的影响[期刊论文]-电加工与模具 2000(05) 15.胡树兵多弧离子镀TiN涂层在冲孔模上的应用 1997(02) 16.宋人娟多弧离子镀TiN低温涂层的研究 1994(06) 17.王福贞表面沉积技术 1989 18.周细应;万润根;陈凯旋TiN涂层的正交设计工艺分析[期刊论文]-热加工工艺 1996(04) 19.曾凤章;徐新乐;吴玉广多弧离子镀膜工艺的技术开发[期刊论文]-北京工业大学学报 1999(01) 20.SANCHETTE F;CZERWIEC T Sputtering of A1-Cr and Al-Ti Composite Targets in Pure Ar and in Reactive ArCr Plasmas[外文期刊] 1997(2/3) 21.WANG Y K;XIA L F;LEI T O A Research on Microstructure and Properties of (Ti,A1)N Coating 1995 22.胡传表面处理技术手册 1997 23.黄子勋电镀理论 1982 24.陈国平薄膜物理与技术 1993 25.宫秀敏;叶卫平;孙伟TiN涂层中的择优取向及其对涂层性能的影响[期刊论文]-机械工程材料 2000(01) 26.周细应;万润根;陈凯旋TiN涂层的工艺分析 1994(03) 27.严岱年表面处理 1996 引证文献(4条)

离子镀铝技术介绍

多弧离子镀制备TiAlSiN涂层的工艺研究

多弧离子镀制备TiAlSiN涂层的工艺研究研究了衬底温度、氮气流量、脉冲负偏压对多弧离子镀制备TiAlSiN涂层性能的影响，设计了L9（33）正交试验。利用扫描电子显微镜、能谱仪、纳米压痕仪和划痕仪对涂层性能进行测试。结果表明脉冲负偏压对涂层的硬度和表面大颗粒数量影响最大，衬底温度对涂层与衬底之间附着力影响最为明显。通过比对正交试验极差值，制定最佳制备工艺，制得的TiAlSiN涂层硬度为39.6GPa，膜基附着力为31.2N。标签：多弧离子镀；TiAlSiN；硬度；附着力；大颗粒 Abstract：The effects of substrate temperature，nitrogen flow rate and pulse negative bias voltage on the properties of TiAlSiN coatings prepared by multi-arc ion plating were investigated. The properties of the coatings were tested by scanning electron microscope，energy spectrometer，nano-indentation instrument and scratch tester. The results show that the negative pulse bias has the greatest influence on the hardness and the number of large particles on the surface of the coating，and the substrate temperature has the most obvious effect on the adhesion between the coating and the substrate. The hardness of TiAlSiN coating was 39.6GPa and the adhesion of film substrate was 31.2N. Keywords：Multi-arc ion plating；TiAlSiN；hardness；adhesion；large particle 1 概述涂層刀具不仅保持了基材的韧性和强度，还具有硬质涂层的耐磨性，大大提升了切削刀具的使用寿命。目前单纯的TiN无法满足高速切削对其综合性能的要求，已经逐步被性能更为优良的TiAlN[1]取代。当今时代切削工艺对涂层耐磨性、热稳定性和抗氧化性提出了更高的要求。目前，更多的研究开始采用在传统涂层中掺杂其他元素，以达到提高涂层综合性能的目的。掺杂的元素主要有Cr[2]、Y[3]、V[4]、Si[5]、B[6]等。尤其是掺杂Si元素形成的纳米TiAlSiN涂层，具有硬度高[7]、摩擦系数低[8]、热稳定性好[9]等优点，在涂层刀具行业具有广阔的应用前景。在众多涂层制备技术当中，采用多弧离子镀技术制备的涂层具有膜基结合力强、沉积速率高、涂层致密等优点。然而该技术中对制备的硬质涂层性能有影响的因素较多，如真空室内布局、本底真空度、反应气体、脉冲负偏压、衬底温度、弧源电流大小等。面对如此众多的影响因素，调控合适的工艺参数对制备高性能的涂层具有重要意义。正交试验法可以全面考察各因素之间的相互关系、量化它们之间的相互影响及内在联系，从而优化实验条件。因此，本研究采用正交试验法，研究了衬底温度、氮气流量、脉冲负偏压对多弧离子镀制备TiAlSiN涂层性能的影响，并根据正交实验结果中三个影响因素对涂层性能影响的极差R值，

多弧离子镀氮化钛

多弧离子镀氮化钛（TiN）超硬反应膜氮化钛的分子量为61.89，密度5.43，熔点2930℃，可用钼舟加热蒸发，用电子束加热蒸发较好，也可以用溅射或离子镀方法制备氮化钛薄膜。氮化钛膜具有高硬度、低摩擦系数、良好的化学惰性、独特的颜色及良好的生物相容性。氮化钛薄膜具有一些特殊的物理性质，比如它具有极高的物理硬度（2100HV），非常耐磨损的性能，具有和金属一样的导电性，宽范围的固溶度，很好的高温稳定性和化学惰性。氮化钛薄膜的这些有价值的特性已被应用于刀具工业，以增加切削刀具的使用寿命等方面。氮化钛薄膜具有高金属反射率及随化学计量和晶格畸变而变化的颜色特性。氮化钛薄膜具有类似黄金的外观，可使一些物品具有仿金的外观并且大大增加了物品抗划伤的能力，氮化钛薄膜也可作为一种选择性透射热镜材料，这种玻璃基底上的氮化钛薄膜的选择性，已由不透明氮化钛薄膜的光学常数做了计算。多弧离子镀氮化钛薄膜的组织机构、力学性能受多种工艺参数的影响，包括：沉积温度、基体偏压、靶电流、离子轰击、氮气分压等。具体影响如下：（1）沉积温度多弧离子镀氮化钛薄膜，加热温度在200℃，沉积温度在400～600℃。温度太低，形核不均匀，为疏松、粗大的锥状晶组织，膜硬度、结合力、耐磨性等力学性能较差；温度太高，基体过热软化，为疏松的柱状晶，性能较差。沉积温度在500℃时最好，膜层的硬度和结合力较好。（2）离子轰击离子轰击可以提高基体的温度，使膜层密度提高，并提高膜层硬度和耐磨性，基体温度低易得到疏松的锥状晶，而温度太高又易得到粗大的柱状晶，只有温度适宜才能得到致密的柱状晶，膜层硬度则由于原子排列更加规则、空隙减小和晶界强化等原因而有所提高。（3）偏压偏压有直流和脉冲两种，偏压直接决定着镀膜过程中基体的沉积温度，偏压越高基体的沉积温度越高。无偏压时，氮化钛膜为（220）择优，硬度较低（2000HV），结合力较差，摩擦系数较高；若施加直流偏压后，为（111）择优，具有强烈的（111）取向，膜层结合力较好，偏压越高，（111）择优越明显，离子轰击增强，基体温度升高，膜层致密度增大，硬度达2500HV，结合力达45N左右，摩擦系数减小到0.3左右；偏压高时（500V）基体过热软化退伙，且（111）择优较弱，膜层界面应力大，硬度、结合力变差，同时偏压太高时，高能粒子轰击薄膜表面时，产生反溅射，沉积速率较低，并在表面形成微坑，组织性能恶化，而且随直流偏压升高，基体温度快速升高，薄膜晶粒快速长大，形成粗大组织，也使性能降低。（4）靶电流靶电流的影响：在一定偏压下，靶电流决定基体温度和宏观力学性能，靶电流增大，集体温度升高，晶体由柱状晶生长向致密的等轴晶生长转变，膜层硬度随之增加；靶电流太小，沉积速率过低，且在沉积过程中容易熄弧；电流太大则容易形成大颗粒（液滴），硬度等各项性能下降，一般靶电流在80A以内，50A时硬度、结合力最好。（5）氮气分压影响膜层的相组织，维弧作用。（6）时间影响基体温度、膜层厚度、膜层色泽等。沉积氮化钛薄膜的典型工艺如下：（1）抽真空至6.0 x 10-3Pa时，加热至200℃，充人氩气，真空度降至2～3帕，接通工件偏压电源，对工件进行轰击清洗。（2）沉积钛底层，真空度调至3.0 x 10-1Pa，偏压调至500V，逐个引燃小弧源产生冷场致弧光放电，在工件负偏压的作用下沉积到工件上形成钛底层，以提高硬质膜层的结合力。钛金属放电时，真空室内的等离子体的光为蔚蓝色。

电刷镀新技术

电刷镀技术概述（沈阳理工大学环境与化学工程学院马亚飞）摘要：本文简要介绍了电刷镀技术的工艺特点、工艺过程、刷镀溶液及应用范围。关键词：电刷镀刷镀溶液工艺过程预处理应用引言电刷镀技术是表面工程技术和重新制造技术的重要组成部分，具有设备轻便、工艺灵活、镀覆速度快、镀层种类多等优点，被广泛应用于机械零件的表面修复与强化，并取得了显著的经济效益。电刷镀是由槽电镀技术发展而来，依靠电流的作用来获得所需的金属镀层。电刷镀使用专门研制的刷镀溶液、各种形式的镀笔，专用的电源。在电刷镀过程中，镀笔接电源的正极，作为阳极；被镀工件接电源负极，作为阴极。镀笔前端通常采用高纯细石墨块作阳极材料，石墨块外面包裹棉花和耐磨的涤棉套，其上浸有镀液。镀笔与工件以一定的速度作相对运动，镀液中的金属离子在工件表面与阳极接触的各点上发生放电结晶。随着时间延长，镀层厚度增加。 1．电刷镀的主要特点电刷镀与槽镀相比，有以下特点： 1．电镀方式简化电刷镀是采用擦拭的方式完成电镀操作的，不用镀槽，因而扩大了电镀在机械零件修理上的应用范围。其优点是： (1)不需镀积的零件表面不必用大量绝缘材料保护。 (2)被镀零件尺寸可以不受限制。 (3)修复零件时，凡是镀笔触及之处，均可镀上，特别适用于修复盲孔、深孔、键槽等难修部位。 (4)复杂部件只要局部分解即可方便地修理，减少了拆装工时，提高了效率 (5)有利于控制镀层厚度。电刷镀操作者只要控制好电压，掌握好相对运动速度，就可获得均匀的镀层，而且可用不均匀电镀的方法矫正零件表面的锥度和不圆度，镀层尺寸能严格控制在公差范围内，电刷镀一般不需要机械加工。 2．多种自耗镀液电刷镀时，工件待镀表面沉积的金属离子主要依靠镀液提供。这种自耗镀液的优点是：平时不需要进行化验调整；镀液品种多，且不需要更多专用设备；电刷镀镀液的应用范围广。 3．工艺特点 (1)采用电化学除油与电比学活化进行表面预处理，具有高效、优质和快速的特点。 (2)阳极镀笔与阴极工件有相对运动。允许使用比槽镀大几倍到几十倍的电流密度(电刷镀电流密度可达500A／dm2 ，一般也在300～400A／dm2 之间)，可以获得均匀、致密和结合良好的镀层，镀积速度比槽镀快5～5O倍。 4. 电刷镀设备简单

多弧离子镀调研报告

多弧离子镀技术的现状调研引言物理气相沉积技术早在20世纪初已有些应用，但在最近30年迅速发展，成为一门极具广阔应用前景的新技术，并向着环保型、清洁型趋势发展。20世纪90年代初至今，在钟表行业，尤其是高档手表金属外观件的表面处理方面得到越来越为广泛的应用。离子镀技术是在真空蒸镀和真空溅射的基础上于20世纪60年代初发展起来的新型薄膜制备技术，于1963年由D．M．Mattox提出，1971年Chamber等发表了电子束离子镀技术，1972年又出现了反应蒸发镀（ARE）技术，并制作了TIN及TIC超硬膜。同年，MOLEY和SMITH将空心阴极技术应用于镀膜。多弧离子镀属于离子镀的一种改进方法，是离子镀技术中的皎皎者。最早由苏联人开发，80年代初，美国的Multi-Arc公司首先把这种技术实用化，至此离子镀达到工业应用水平。离子镀种类很多，蒸发远加热方式有电阻加热、电子束加热、等离子电子束加热、高频感应加热等然而多弧离子镀与一般的离子镀有着很大的区别。多弧离子镀采用的是弧光放电，而并不是传统离子镀的辉光放电进行沉积。简单的说，多弧离子镀的原理就是把阴极靶作为蒸发源，通过靶与阳极壳体之间的弧光放电，使靶材蒸发，从而在空间中形成等离子体，对基体进行沉积。由于多弧离子镀技术具有镀膜速度高，膜层的致密度大，膜的附着力好等特点，使多弧离子镀镀层在工具、模具的超硬镀膜、装饰镀膜等领域的应用越来越广泛，并将占据越来越重要的地位。离子镀技术是当前使用面最为广泛、最为先进的表面处理技术之一，而多弧离子镀更是其中的佼佼者。据不完全统计，国内外有近一半以上表面处理使用多弧离子镀技术，尤其是那些需要耐磨、耐蚀及特殊要求的场合。随着社会的进步，科学的发展，离子镀技术必将加完善。目录

离子镀膜 (PVD ) 技术和设备常见问题解答

离子镀膜(PVD ) 技术和设备常见问题解答 Q1: 请问什么是PVD？ A1: PVD是英文Physical Vapor Deposition的缩写，中文意思是“物理气相沉积”，是指在真空条件下，用物理的方法使材料沉积在被镀工件上的薄膜制备技术。 Q2: 请问什么是PVD镀膜？什么是PVD镀膜机？ A2: PVD(物理气相沉积)技术主要分为三类，真空蒸发镀膜、真空溅射镀膜和真空离子镀膜。相对于PVD技术的三个分类，相应的真空镀膜设备也就有真空蒸发镀膜机、真空溅射镀膜机和真空离子镀膜机。近十多年来，真空离子镀技术的发展是最快的，它已经成为了当代最先进的表面处理方法之一。我们通常所说的PVD镀膜，指的就是真空离子镀膜；通常所说的PVD镀膜机，指的也就是真空离子镀膜机。 Q3: 请问PVD镀膜的具体原理是什么？ A3: 离子镀膜（PVD镀膜）技术，其原理是在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质电离，在电场的作用下，使被蒸发物质或其反应产物沉积在工件上。 Q4: 请问PVD镀膜与传统的化学电镀（水电镀）相比有何优点？ A4: PVD镀膜与传统的化学电镀的相同点是，两者都属于表面处理的范畴，都是通过一定的方式使一种材料覆盖在另一种材料的表面。两者的不同点是：PVD镀膜膜层与工件表面的结合力更大，膜层的硬度更高，耐磨性和耐腐蚀性更好，膜层的性能也更稳定；PVD镀膜可以镀的膜层的种类更为广泛，可以镀出的各种膜层的颜色也更多更漂亮；PVD镀膜不会产生有毒或有污染的物质。 Q5: 请问PVD镀膜能否代替化学电镀？ A5: 在现阶段，PVD镀膜是不能取代化学电镀的，并且除了在不锈钢材料表面可直接进行PVD镀膜外，在很多其他材料（如锌合金、铜、铁等）的工件上进行PVD镀膜前，都需要先对它们进行化学电镀Cr(铬)。PVD镀膜主要应用在一些比较高档的五金制品上，对那些价格较低的五金制品通常也只是进行化学电镀而不做PVD镀膜。 Q6: 请问采用PVD镀膜技术镀出的膜层有什么特点？ A6: 采用PVD镀膜技术镀出的膜层，具有高硬度、高耐磨性（低摩擦系数）、很好的耐腐蚀性和化学稳定性等特点，膜层的寿命更长；同时膜层能够大幅度提高工件的外观装饰性能。 Q7: 请问PVD能在镀在什么基材上？ A7: PVD膜层能直接镀在不锈钢以及硬质合金上，对锌合金、铜、铁等压铸件应先进行化学电镀铬，然后才适合镀PVD。 Q8: 请问PVD镀膜能够镀出的膜层种类有那些？ A8: PVD镀膜技术是一种能够真正获得微米级镀层且无污染的环保型表面处理方法，它能够

多弧离子镀DLC涂层的结构与力学性能文献综述

多弧离子镀DLC涂层的结构与力学性能文献综述 1.1多弧离子镀概述 1.1.1多弧离子镀概念多弧离子镀与一般的离子镀相比有很大区别。多弧离子镀采用弧光放电，而不是传统离子镀的辉光放电以进行沉积。简单说，多弧离子镀的原理就是将阴极靶作蒸发源，通过靶与阳极壳体之间的弧光放电，使靶材蒸发，从而在空间中形成等离子体，对基体进行沉积。离子镀技术是结合了蒸发与溅射技术而发展的一种 PVD 技术。它对产品，特别是刃具之类的工具表面起着装饰和提高寿命的作用。多弧离子镀最早起源于苏联，美国于1980 年由 Multi-arc 公司引进，是上世纪 80 年代兴起的高新表面处理技术，Multi-arc 公司推广并使之实用化，它的发明使薄膜技术进入了一个崭新的阶段。在随后的几十年的时间里，该技术有了突飞猛进的发展。至今欧美国家仍然大力发展多弧离子镀膜技术。[1] 1.1.2多弧离子镀的基本结构多弧离子镀的基本组成包括真空镀膜室，阴极弧源，基片，负偏压电源，真空系统等。阴极弧源是多弧离子镀的核心，它所产生的金属等离子体自动维持阴极和镀膜室之间的弧光放电。微小狐班在阴极靶面迅速徘徊，狐班的电流密度很大，电压为20V左右。由于微弧能量密度非常大，狐班发射金属蒸汽流的速度可达到10的8次方m/s.阴极靶本身既是蒸发源，又是离化源。外加磁场可以改变阴极狐班在靶面的移动速度，并使狐班均匀，细化，以达到阴极靶面的均匀烧蚀，延长靶的使用寿命。[1] 在靶面前方附近形成的金属等离子体，有电子，正离子，液滴和中性金属蒸汽原子组成，由于金属蒸汽原子仅占很小部分（低于百分之二），因而在基片上沉积的粒子束流中几乎全部由粒子和液滴组成。为了解释这种高度离化的过程，已建立了一种稳态的蒸发离化模型。该模型认为，由于阴极狐班的能流密度非常大，在阴极的表面上形成微小熔池，这些微小熔池导致阴极靶材的剧烈蒸发。热发射和场至发射共同导致电子发射，而且电子被阴极表面的强电场加速，以极高的速度飞离阴极表面，在大约一个均匀自由程之后，电子与中性原子碰撞，并使之离化，这个区域称之为离化区。在这一区域内，高度的热等离子体被形成了。由于电子比离子轻得多，所以电子飞离离化区的速度要比重离子高得多，这样在离化区就出现正的空间电荷云。

电镀工艺一览表分析.doc

电镀工艺一览表什么是电镀: 就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。电镀时，镀层金属做阳极，被氧化成阳离子进入电镀液;待镀的金属制品做阴极，镀层金属的阳离子在金属表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层(deposit),改变基材表面性质或尺寸.电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。电镀工艺一览表 1、不烘烤防爆热镀锌 2、彩色镀铬 3、长金属管内孔表面化学镀镍磷工艺 4、超声快速热浸镀 5、瓷砖表面镀覆贵金属的方法 6、大面积一次性精确刷镀技术 7、单槽法镀多层镍工艺 8、低浓度常温镀(微孔)铬添加剂及其应用工艺 9、低碳钢丝快速酸性光亮镀铜工艺 10、低温镀铁加离子轰击扩渗强化技术 11、电镀锡铋合金镀液及其制备方法

12、电解活化助镀剂法热镀铝锌合金工艺 13、电炉锌粉机械镀锌工艺 14、电刷镀法刷镀铅—锡—铜减磨耐磨层的镀液 15、电刷镀阳极 16、镀铬废槽液浓缩熔融除杂回收法 17、镀铬废水废渣提铬除毒法 18、镀铬废水中铬的回收方法 19、镀铝薄膜的常温快速阳极氧化技术 20、镀镍溶液及镀镍方法 21、镀镍溶液杂质专用处理剂 22、镀铜合金及其生产方法 23、镀铜添加剂及其制备方法和在焊丝镀铜中的应用 24、镀锌钢件表面附着有色镀层的方法 25、镀锌光亮剂主剂及用其组成的光亮剂 26、镀锌基合金的钢板的铬酸盐处理方法 27、镀锌件表面化学着黑剂 28、镀锌喷塑双层卷焊管的生产工艺、设备及产品 29、镀锌三价铬白色钝化液 30、镀锌添加剂的合成与应用工艺 31、镀银浴及使用该镀银浴的镀银方法 32、钝化法热浸镀铝及铝合金工艺 33、多层镍铁合金复合涂镀工艺

负偏压对多弧离子镀TiN薄膜结构和沉积速率的影响(1)

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟负偏压对多弧离子镀TiN 薄膜结构和沉积速率的影响(1) 采用多弧离子镀设备在抛光后的高速钢表面沉积TiN 薄膜,在其他参数不变的情况下，着重考察偏压对薄膜的沉积速率的影响。实验结果表明, 随着负偏压的增加，沉积速率不断增加，但在负偏压达到一定值后，沉积速率又随偏压增大而减小。 TiN 薄膜由于其具有高硬度、低摩擦系数、良好的化学惰性、独特的颜色以及良好的生物相容性等，在机械工业、塑料、纺织、医学工业及微电子工业等领域得到广泛应用，并成为目前工业研究和应用最为广泛的薄膜材料之一。制备TiN 膜的方法很多, 其中多弧离子镀是当今工业上应用最多的技术之一。该技术源于60 年代,之后得到了飞速发展。多弧离子镀沉积的薄膜具有膜基附着力强、膜层致密度大、可镀材料广泛、绕镀性好、沉积温度低等许多优点。但是镀膜过程中, 影响膜层质量的因素很多。国内外研究表明影响多弧离子镀的主要工艺参数有阴极靶的工作电流、反应气体压强、基体负偏压、氮气分压及基体沉积温度。本文主要考察负偏压对沉积速率的影响，当基体被施加负偏压时，等离子体中的离子将受到负偏压电场的作用而加速飞向基体。到达基体表面时，离子轰击基体，并将从电场中获得的能量传递给基体，导致基体温度升高，因此基体负偏压在离子镀中对薄膜的沉积速率、内部的残余应力、膜与基体的结合力以及膜/ 基体系的摩擦性能有显著影响。改变基板负偏压可以调整沉积离子的能量、基片表面的温度，以控制涂层质量。负偏压对多弧离子镀TiN 的结构和性能的影响已有大量的研究报道，但负偏压对薄膜沉积速率的影响，报道较少。本文拟研究负偏压对薄膜沉积速率的影响规律。

电刷镀技术

电刷镀技术 Prepared on 22 November 2020

电刷镀技术 The brush electroplating 【摘要】电刷镀技术是再制造技术和表面工程技术的重要组成部分 ,具有工艺简单,镀层种类多、沉积快、性能优良等特点 ,广泛应用于机械零件表面修复与级化。本文介绍了电刷镀的原理、特点、常用电刷镀溶液及电刷镀工艺流程和工艺参数,展望了电刷镀技术的发展趋势。【关键词】电刷镀【Abstract】Brush plating technology is remanufacturing and surface engineering technology is an important component of the process is simple, many kinds of coating, sediment fast, with excellent performance characteristics, widely used in machinery parts repair and level surface. This article describes the brush is the principle, features, common brush plating solution formula and plating and specification parameter, the prospect of a brush plating technology trends.【keyword】brush electroplating 1.前言表面工程 (surface engineering ) 是指经表面预处理后，通过表面涂覆、表面改性或表面复合处理，改变固体金属表面或非金属表面的化学成分，组织结构，形态和(或)应力状态，以获得所需要表面性能的系统工程。表面工程技术分类：表面改性、表面处理、表面涂覆、复合表面工程、纳米表面工程技术。表面工程与人们的生产、生活息息相关。表面工程技术的应用，带来了材料的节约和优化使用，减少了设备的腐蚀。据估算，中国主要支柱产业部门每年因机器磨损失效所造成的损失在400亿元人民币以上，而通过表面技术改善润滑，降低磨损可能带来的经济效益约占国民经济总产值的2％以上。

电刷镀工艺

电刷镀工艺时间：2008-8-8 18:45:39 来源：本站原创点击：398 电刷镀一般工艺过程主要包括镀前预处理、镀件刷镀和镀后处理三大部分，每个部分又包含几道工序。操作过程中，每道工序完毕后需立即将镀件冲洗干净。 1．镀前预处理 (1)表面整修待镀件的表面必须平滑，故镀件表面存在的毛刺、锥度、不圆度和疲劳层，都要用切削机床精工修理，或用砂布、金相砂纸打磨，以获得正确的几何形状和暴露出基体金属的正常组织，一般在修整后的镀件表面粗糙度R 应在5 μm以下。 a (2)表面清理表面清理指采用化学及机械的方法对镀件表面的油污、锈斑等进行清理。当镀件表面有大量油污时，先用汽油、煤油、丙酮或乙醇等有机溶剂去除绝大部分油污，然后再用化学脱脂溶液除去残留油污，并用清水洗净。若表面有较厚的锈蚀物，可用砂布打磨、钢丝刷刷除或喷砂处理，以除去锈蚀物。对于表面所沾油污和锈斑很少的镀件，不必采用上述处理方法而直接用电净法和活化法来清除油污和锈斑。 (3)电净处理电净处理就是槽镀工艺中的电解脱脂。刷镀中对任何基体金属都用同一种脱脂溶液，只是不同的基体金属所要求的电压和脱脂时间不一样。电净时一般采用正向电流(镀件接负极)，对有色金属和对氢脆特别敏感的超高强度钢，采用反向电流(镀件接正极)。电净后的表面应无油迹，对水润湿良好，不挂水珠。 (4)活化处理活化处理用以去除镀件在脱脂后可能形成的氧化膜并使镀件表面受到轻微刻蚀而呈现出金属的结晶组织，确保金属离子能在新鲜的基体表面上还原并与基体牢固结合，形成结合强度良好的镀层。活化时，一般采用阳极活化(镀笔接负极)。 2．镀件刷镀 (1)刷镀打底层由于刷镀层在不同金属上结合强度不同，有些刷镀层不能直接沉积

离子镀膜法简述-10082953-李煊

离子镀膜法简述信材080（10082953）李煊摘要：本文简述离子镀膜法的作用原理、相关使用的设备、与其余镀膜法相比较而言的特点与应用举例，在特点方面举出了附着性能好、绕镀能力强等优点特性并详细讨论,之后用详细的图表展示了在耐磨、耐热、耐腐蚀、润滑、装饰、电子工业集成电路等方面的应用,并且讨论了该方法现今的发展状况和未来的发展趋势关键词：离子镀；放电；离子束；加热加工 1 前言在现代生活中表面技术是非常重要的。通过机械结合、喷涂、化学镀、电镀或蒸镀等方法可以使材料与基体材料结合，然而这些方法存在很多缺陷，就比方说，膜层与基体结合强度低，膜层材料的纯度不高，膜层结构难以控制，膜层厚度不均匀等，导致失效现象广泛存在于材料的实际应用中。尤其是材料的表面处理，它是制约其发展的一大问题。薄膜技术是表面工程三大技术之一，利用近代技术在零件或（衬底）表面上沉积厚度为100 nm至数微米薄膜的形成技术，称之为薄膜技术。薄膜的应用极为广泛，微电子工业中广泛采用铝合金作为布线膜层材料，金、银、铜、铂、镍等难熔金属作为导电薄膜在防电磁信息泄露材料中应用广泛。尤其是银和铜，将银与聚酯材料结合做成导电涂层通过涂敷的方式与基体结合，它的主要缺点是纯度低、结合强度低。在航空及航宇工业中，各种飞机、导弹、卫星、飞船的零部件经常在复杂而有害的条件下工作。以飞机为例，机翼、机身的蒙皮以及起落架等外表零部件，均受着大气、水份、灰尘以及燃料燃烧生成物中所含的化学活性气体的直接腐蚀。水上飞机的外表部分，特别是机体和浮筒，经常受到海水、湖水或河水的侵蚀；航空发动机的燃烧室、涡轮零件及气缸活塞零件，也经常受到高温和含酸及其他活性物质的燃气气流的氧化。还有诸如航空轴承、微型输电装置、精密齿轮、电位计等一类仪表元件，也经常受到不同程度的摩擦磨损。要使上述各种零部件能够适应耐温、防蚀、耐磨等苛刻要求，单纯从零件的结构或材料上想办法，往往是不够的。怎么办呢？当前使用最广的办法之一就是采用表面镀膜的方法来保护零部件的基体，使其满足上述要求。这正如人们根据不同环境条件穿上不同的衣衫一样，根据需要给零件镀上一层耐热、防腐或耐磨的镀层。离子镀是在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物质部分电离，并在气体离子或被蒸发，物质离子的轰击下，将蒸发物质或其反应物沉积在基片上的方法。其中包括磁控溅射离子镀、反应离子镀、空心阴极放电离子镀（空心阴极蒸镀法）、多弧离子镀（阴极电弧离子镀）等。

磁控溅射和电弧离子镀技术和应用介绍

薄膜/涂层制备技术 (磁控溅射和电弧离子镀)及应用
雷浩

薄膜/涂层的概念与特点
概念：薄膜/涂层是一类用特殊方法获得的，依靠基体支撑并具有与基体不同的结构和性能的二维材料。薄膜(Films)：厚度 < 1m,如光电功能薄膜等；涂层(Coatings)：厚度 ≥ 1m,如硬质涂层、防护涂层等。
薄膜/涂层特征： 1）厚度（纳米，微米，毫米） 2）有基体支撑（不是单独存在的） 3）特殊的结构和性能（与块体材料相区别） 4）特殊的形成方式

薄膜/涂层的概念与特点与分类
应用：光学薄膜、微电子薄膜、光电子学薄膜、集成电路薄膜、防护功能薄膜。
? 种类：
（1）以材料种类划分：金属、合金、陶瓷、半导体、化合物、高分子薄膜等。（2）以晶体结构划分：单晶、多晶、纳米晶、非晶（3）以厚度划分：纳米薄膜，微米薄膜和厚膜。（4）以薄膜组成结构划分：多层薄膜，梯度薄膜，复合薄膜。

薄膜/涂层的种类及应用
? 电子工业：电极、电阻膜、电介质膜、绝缘膜、透明导电膜、超导膜等。
? 光学工业：荧光膜、反射膜、增透膜、干涉膜等。
? 机械工业：硬化膜、耐热膜、耐腐蚀膜等。 ? 能源工业：聚热膜、防反射膜、透射膜等。 ? 传感器：热敏、气敏、压敏、氧气传感器、红
外线传感器等。 ? 其它：装饰膜等。

薄膜和涂层的制备方法
湿式成膜干式成膜
电镀化学镀微弧氧化溶胶-凝胶膜
涂敷法（喷涂、甩胶、浸涂）
热浸渗（化学热处理）、热扩散法电阻热蒸发
物理气相沉积（PVD）
真空蒸发镀溅射沉积
电子束蒸发激光蒸发
电弧离子镀
化学气相沉积（CVD）
等离子体增强CVD(PECVD) 辉光CVD，热丝CVD

多弧离子镀TiN薄膜颜色性能的研究

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟多弧离子镀TiN 薄膜颜色性能的研究用多弧离子镀技术在3Cr13 不锈钢表面沉积TiN 薄膜，用扫描电子显微镜和可见光分光光度计研究了大颗粒、氮气流量与靶电流对膜层颜色性能的影响及其作用规律。结果表明，大颗粒由表面结晶层、中间层和液滴层组成，大颗粒数量较少时不会影响薄膜的颜色性能。增加氮气流量，样品的反射率呈下降趋势，颜色坐标红/绿值a* 和黄/蓝值b* 增大，明度L* 减小，彩度指数C*ab 增大，色调角H*ab 减小，薄膜颜色由银灰色逐渐变化为深黄色; 然而，随着靶电流的增大，色调角H*a b 增大，彩度指数C*ab、红/绿值a* 和黄/蓝值b* 减小，薄膜颜色从深黄色逐渐变为银白色。靶电流的变化改变了膜层中钛和氮的原子比，可对氮气流量的变化起到补偿作用。不锈钢本身具有优良的耐蚀，耐磨等特性，目前已广泛应用于日用、汽车工业、建筑等方面，随其需求领域的扩大，彩色不锈钢悄然问世。彩色不锈钢不仅增加了装饰性和艺术性，而且提高了钢的耐蚀性和耐磨性。如今，彩色不锈钢的应用越来越广，要求也越来越高。不锈钢的表面技术处理技术直接影响着彩色不锈钢的应用和发展，对研究不锈钢表面着色具有较大的实用价值和实际意义。 TiN 薄膜具有硬度高，化学惰性好，颜色独特等优点，在耐磨和耐腐蚀的表面涂层，半导体的扩散阻挡层，装饰行业等均有广泛应用。采用多弧离子镀技术在金属表面制备仿金氮化钛装饰膜层具有生产效率高、工艺成本低、膜层性能稳定等优点，该方法已经进入实用化的生产阶段。本文旨在系统研究大颗粒、氮气流量与靶电流对膜层色泽的影响及其变化规律，为采用多弧离子镀制备氮化钛仿金装饰膜及优化膜层色泽提供依据。