對(duì)于高端產(chǎn)品,長(zhǎng)期保持其外觀精美至關(guān)重要躯饿。這就對(duì)產(chǎn)品表面涂層的耐磨性提出了很高要求魔吐。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)留下任何擦痕弯汰。這就是高端產(chǎn)品涂層必須面對(duì)的挑戰(zhàn)。

市場(chǎng)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溺拱、移動(dòng)電話逃贝、MP3播放器、數(shù)碼相機(jī)等)已成為一個(gè)新的快速發(fā)展的市場(chǎng)迫摔。根據(jù)GARTNER的分析報(bào)告,最近三年來(lái)這些產(chǎn)品的市場(chǎng)已經(jīng)增長(zhǎng)了一倍沐扳。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)表面裝飾部件泥从。高端產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部門正在尋找色彩鮮艷而又高度耐磨擦的硬涂層。根據(jù)其使用要求,必須考慮許多問(wèn)題,如鎳過(guò)敏和使用六價(jià)鉻等問(wèn)題沪摄∏担基體材料既可以是塑料(如ABS/PC/PA),也可以是金屬(如不銹鋼、鋁和鎂合金)杨拐。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,如何將一種低成本祈餐、高硬度、高耐磨哄陶、高光亮的涂層涂覆到這些基材上,是對(duì)PVD涂層技術(shù)的新挑戰(zhàn)萤翔。而目前為個(gè)人電子設(shè)備市場(chǎng)開(kāi)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。

高硬度

高端產(chǎn)品裝飾涂層必須具有高硬度勋匙。但一般來(lái)說(shuō),這只是對(duì)PVD裝飾涂層的一種觀念上的要求,因?yàn)閷?duì)于絕大多數(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)讼谅。然而,擁有高硬度的PVD涂層只是解決問(wèn)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。PVD涂層非常薄,一般只有0.3～0.5微米韭赡。這就意味著對(duì)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挟晒。不銹鋼、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割懊。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寸快。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。理論上,對(duì)于這些中間層可以有多種選擇烙赴。下面介紹一些Hauzer公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)成功或正在開(kāi)發(fā)的中間層汞阔。

應(yīng)用于不銹鋼基體的CrN涂層

在手機(jī)、PDA等高端小型電子設(shè)備的生產(chǎn)中,不銹鋼是一種經(jīng)常使用的基體材料斑柬。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捏梯、抗刮擦能力。例如,SS304的典型硬度約為250HV0.025(載荷為25克時(shí)測(cè)得的維氏硬度)疫稿。在此情況下,通過(guò)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鹃两。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)品所需的耐磨性遗座。中間層厚度對(duì)于制成品硬度起著決定性作用。對(duì)于非常薄的CrN涂層來(lái)說(shuō),施加的載荷將通過(guò)涂層直接傳遞給基體,因此測(cè)得的硬度實(shí)際上等于不銹鋼基體的硬度俊扳。隨著CrN涂層厚度的增加,施加的載荷不再完全通過(guò)涂層傳遞,測(cè)得的硬度也開(kāi)始增大途蒋。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(cè)得的硬度也不會(huì)增大馋记。

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