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PVD前处理之退涂,毛刺处理,装夹及抛光
 退涂、毛刺处理 、装夹方式及抛光对PVD涂层的影响

 

退涂是在涂层前,将工件上已有的旧涂层去除的工艺。退涂工艺主要有化学退涂工艺和电解退涂工艺。这两种退涂工艺都是利用退涂溶液与涂层之间的化学反应来氧化、分解涂层。

常见的退涂TiN的工艺为按纯水:双氧水:氨水:柠檬酸=6:3:2:1的比例加药,先将柠檬酸称量好,将其溶解到纯水中,再加入双氧水和氨水,记得带好防酸碱的手套,将要退涂的产品(注意要先除油)放入配置好的退涂液里,及时检查产品是否退涂完成。

电解退涂法,是将待退涂工件放入化学(如硝酸铵NH4NO3)溶液中,工件上连上正极,在溶液中工件要退涂表面附近放入负极,然后通电,将工件上涂层电离、溶解到溶液中。

电解退涂法可以退涂几乎所有材料基体上的各种涂层,且退涂速度快,但设备较复杂。化学退涂法一般来说只能退涂钢基体或某些硬质合金基体上的涂层。

作为退涂工艺,不管哪种方法,在氧化、溶解掉涂层的同时,该退涂溶液也可能对基体造成损伤,因为有些钢中含有与涂层相同的合金成分,如TiWAL等,尤其是P级硬质合金中,含有15%左右的TiC;另外,硬质合金中都含有钴作为粘结剂,而钴在化学溶液中较容易流失,钻流失后,其周围的硬质合金成份就失去了结合力,容易脱落,工件表面被破坏。所以,对于需退涂的工件,一方面要在退涂前做好充分准备,了解工件基体材料的特性;另外,在工件退涂后,做一些必要的后处理,如喷砂、抛光等,如可能,可重新加工、修复工件表面。

瑞士一家公司的退镀液,按照不同的基体材料,有很多的退涂液可供选择,可在各种钢材(高速钢,工具钢,合金钢)以及硬质合金基材上退涂,有的可以直接加热使用,有的则需要利用一定比例纯水和双氧水混合后加热使用。

 

大部分高速钢、工具钢类的刀具刃磨后刃部都存在毛刺,如滚刀、插刀、拉刀、钻头、铣刀等。当刀具刃磨后发现有毛刺时,一定要将毛刺清理掉,不能直接去涂层;不然.涂层时,涂层将直接覆盖在毛刺之上,在刀具使用过程中,毛刺连同其上的涂层将很快脱落,继而脱落点周围区域涂层也会在短时间内快速磨损崩裂,工件基体失去了涂层的保护,寿命急剧下降。所以,毛刺的清理对增加或改善涂层刀具的寿命极其重要。     

毛刺清理有多种工艺,如手动清理、半自动轮刷清理、玻璃珠喷丸机清理等。硬质台金刀具很少有毛刺,即使有,也很小而且硬,并且硬质合金性脆易崩口,用自动或半自动设备精理时很容易将刃部损伤,所以一般采用手动清理方式。将刀具放在20倍的放大镜下,用比较软的不锈钢刀片逐个齿地轻轻地刮除,这样控制好力度,刀具刃口不会损伤。半自动清理方式主要适用于滚刀的毛刺清理,是将滚刀装卡在低速转盘上,如车床,用不锈钢刷子轻轻地压在刀具上,刀具转动,毛刺被刷子打断掉落。注意,刀具要背向前刀面旋转,这样,可避免前刀面被碰伤。玻璃珠喷丸机是一种毛刺自动清理设备,也是目前使用较普遍的一种毛刺清理设备,只要设定好参数,将刀具装卡好,设备就可以自动清理毛刺了。这种方式工作效率高,质量稳定。

 

毫无疑问.涂层的厚度影响着涂层的使用寿命,但是.并不是涂层越厚,其寿命就越好。在同样的工件上,应用不同的涂层,其厚度要求不一样;同种涂层,应用在不同种类的工件上,其厚度要求也不一样。这样一来,涂层的厚度控制就很重要。涂层的厚度主要是由涂层的程序决定的,一定的程序,有一定的涂层厚度范围,涂层的厚度基本上在这个范围内变动。但是,工件的装卡方式也极大地影响着涂层的厚度,有时候装卡不当.涂层厚度会超出程序设定的范围。工件的旋转维数影响着该工件涂层的厚度。PVD涂层的工件都要装卡在炉腔内一边旋转一边涂层。工件的旋转共有三种方式:单维旋转、二维旋转和三维旋转,对于相同的涂层程序来说,旋转维数越多,涂层越薄,二维旋转涂层厚度大约是三维旋转涂层厚度的1.5倍左右,单维旋转涂层厚度大约是二维旋转涂层厚度的1.5倍。装卡时,工件的疏密也影响着工件涂层的厚度。装卡密的区域的工件涂层厚度较薄,装卡疏的区域的工件涂层厚度较厚。疏密相差越大,则涂层厚度相差也越大。工件本身的形状也影响刀具不同位置的涂层厚度。

 

抛光的目的是为了提高工件或涂层的表面光洁度,以减小工件在使用过程中的运动阻力,减小摩擦。抛光所能达到的光洁度远远高于喷砂工艺,喷砂所能达到的最好表面粗糙度为Ra1.0,而抛光可以远到Ra0.1以下直至镜面。抛光分涂层前抛光和涂层后抛光。抛光工艺主要应用在模具涂层上。


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