對于高端產(chǎn)品,長期保持其外觀精美至關(guān)重要岩臣。這就對產(chǎn)品表面涂層的耐磨性提出了很高要求烈评。設(shè)想一部手機(jī)放在口袋里與鑰匙串磨擦許多年,卻不會(huì)留下任何擦痕。這就是高端產(chǎn)品涂層必須面對的挑戰(zhàn)工三。

市場動(dòng)向

除了衛(wèi)浴五金和門窗配件外,個(gè)人使用的小型電子設(shè)備(如PDA狞吏、移動(dòng)電話、MP3播放器舍娜、數(shù)碼相機(jī)等)已成為一個(gè)新的快速發(fā)展的市場仁沃。根據(jù)GARTNER的分析報(bào)告,最近三年來這些產(chǎn)品的市場已經(jīng)增長了一倍。2005年,全世界的手機(jī)銷量為2億部,每部手機(jī)至少包括兩個(gè)表面裝飾部件谨敏。高端產(chǎn)品開發(fā)部門正在尋找色彩鮮艷而又高度耐磨擦的硬涂層赡析。根據(jù)其使用要求,必須考慮許多問題,如鎳過敏和使用六價(jià)鉻等問題】荚恚基體材料既可以是塑料(如ABS/PC/PA),也可以是金屬(如不銹鋼奇搪、鋁和鎂合金)。由于這些材料或不能承受高溫,或質(zhì)地太軟,或不導(dǎo)電,因此,如何將一種低成本遗酷、高硬度住龙、高耐磨、高光亮的涂層涂覆到這些基材上,是對PVD涂層技術(shù)的新挑戰(zhàn)笛驴。而目前為個(gè)人電子設(shè)備市場開發(fā)的這種涂層技術(shù)也將有益于汽車內(nèi)飾產(chǎn)業(yè)的發(fā)展监征。

高硬度

高端產(chǎn)品裝飾涂層必須具有高硬度。但一般來說,這只是對PVD裝飾涂層的一種觀念上的要求,因?yàn)閷τ诮^大多數(shù)由Hauzer設(shè)備生產(chǎn)的PVD裝飾涂層而言,高硬度是其內(nèi)在性質(zhì)避归。然而,擁有高硬度的PVD涂層只是解決問題的第一步,因?yàn)椴粌H需要考慮PVD涂層的硬度,而且必須考慮制成品的整體硬度荣月。PVD涂層非常薄,一般只有0.3～0.5微米管呵。這就意味著對于任何較大的載荷,產(chǎn)品的硬度是由PVD涂層基體的硬度決定的。不銹鋼哺窄、鋁和有銅-鎳-鉻鍍層的塑料(如ABS)是典型的基體材料,但它們通常并不具有由這些材料制成的高端產(chǎn)品所要求的合適硬度,而這種硬度又是產(chǎn)品的表面耐磨性所必需的,因此需要在基體與PVD涂層之間形成一層厚而硬的中間層捐下。由于涂層會(huì)隨著厚度的增大而變得粗糙,從而使涂層表面喪失光亮,因此加厚PVD涂層并不是一個(gè)好的選擇——它只會(huì)使表面變得粗糙難看!這就提出了一個(gè)附加要求:厚而硬的中間層應(yīng)具有非常低的粗糙度。這樣才能使沉積在中間層上面的PVD裝飾涂層保持高光亮表面萌业。理論上,對于這些中間層可以有多種選擇坷襟。下面介紹一些Hauzer公司已經(jīng)開發(fā)成功或正在開發(fā)的中間層。

應(yīng)用于不銹鋼基體的CrN涂層

在手機(jī)生年、PDA等高端小型電子設(shè)備的生產(chǎn)中,不銹鋼是一種經(jīng)常使用的基體材料婴程。盡管很多人都認(rèn)為不銹鋼是一種硬質(zhì)基體材料,但在很多情況下,它仍然不能提供足夠的耐磨損、抗刮擦能力抱婉。例如,SS304的典型硬度約為250HV0.025(載荷為25克時(shí)測得的維氏硬度)档叔。在此情況下,通過添加一個(gè)CrN中間層,可以增加基體+PVD涂層系統(tǒng)的硬度。CrN涂層的硬度高達(dá)3000HV0.0050,是不銹鋼基體硬度的若干倍蒸绩。中間層的厚度取決于給定載荷下制成品所需硬度,而該硬度又取決于產(chǎn)品所需的耐磨性衙四。中間層厚度對于制成品硬度起著決定性作用。對于非常薄的CrN涂層來說,施加的載荷將通過涂層直接傳遞給基體,因此測得的硬度實(shí)際上等于不銹鋼基體的硬度独溯。隨著CrN涂層厚度的增加,施加的載荷不再完全通過涂層傳遞,測得的硬度也開始增大凹毛。當(dāng)達(dá)到某一確定的厚度時(shí),施加的載荷將完全被CrN涂層吸收。此后即使涂層厚度再增加,測得的硬度也不會(huì)增大葬爽。

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