“真空離子電鍍”一詞于10年前已在中國(guó)國(guó)內(nèi)工業(yè)界中出現(xiàn)身坐,被業(yè)界廣泛認(rèn)識(shí)到的首先是這種表面處理技術(shù)可作為裝飾性的應(yīng)用邑茄,增強(qiáng)產(chǎn)品的外觀效果。由于市場(chǎng)需求的不斷增加堕绩, 本地開(kāi)始重視這種技術(shù)策幼,并進(jìn)一步研究應(yīng)用至功能性涂層的可行性。近年來(lái),“真空離子電鍍”改以“物理氣相沉積”(PVD)的專業(yè)名字出現(xiàn)在市場(chǎng)之中特姐,重點(diǎn)加強(qiáng)其功能性方面的應(yīng)用晶丘,特別是在模具及其它金屬零部件上確能帶來(lái)相當(dāng)大的益處。有鑒于此裁鸦,本文將對(duì)(PVD)涂層技術(shù)作出深入的介紹象体,并探討未來(lái)的市場(chǎng)發(fā)展前景及技術(shù)的演變。
整體提高對(duì)工業(yè)涂層的認(rèn)識(shí)
歐洲國(guó)家對(duì)工業(yè)涂層的研究相當(dāng)發(fā)達(dá)肮脱,科匯鈦力公司算是將(PVD)涂層引進(jìn)至中國(guó)制造業(yè)的先鋒档改,深刻體會(huì)到模具制造及金屬加工業(yè)對(duì)涂層的應(yīng)用及使用模式的轉(zhuǎn)變。這幾年科匯的推廣工作加深了廠商對(duì)涂層的認(rèn)識(shí)攒置,使他們了解到模具粹岁、刀具、金屬零部件或制品涂層的重要性〖馓梗現(xiàn)在較多廠商已作出實(shí)際行動(dòng)骂领,為模具及產(chǎn)品使用高質(zhì)素的涂層。
在各類產(chǎn)品中装屈,模具及一些高端產(chǎn)品(例如:剃須刀片怒晕、半導(dǎo)體加工機(jī)械零件、無(wú)塵室?jiàn)A具等)使用涂層的情況較為普遍路学,刀具方面使用涂層的情況相對(duì)較少嚼吞。這是因?yàn)榈毒咄繉拥那闆r相對(duì)于模具及其它產(chǎn)品涂層的發(fā)展有所不同。根據(jù)行業(yè)的使用習(xí)慣蹬碧,刀具涂層一般已在刀具制造商方面完成了涂層的工作舱禽。因此對(duì)于自行進(jìn)行刀具涂層的工作需求較少。相對(duì)而言恩沽,模具涂層對(duì)于廠商的關(guān)系更為密切誊稚。
根據(jù)科匯蘇歐代理的瑞士PLATIT公司進(jìn)行的內(nèi)部調(diào)查數(shù)字,若以美國(guó)罗心、歐洲里伯、亞洲三個(gè)工業(yè)區(qū)域劃分,美國(guó)使用涂層的增幅最為強(qiáng)勁渤闷,2001年至2005年的整體營(yíng)業(yè)額增加超過(guò)五成疾瓮,而亞洲及歐洲地區(qū)的增長(zhǎng)雖不及美國(guó),但在過(guò)去五年里飒箭,也有兩倍的增幅狼电。
造成這種情況的原因如下:美國(guó)的交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá),物流發(fā)展較完善弦蹂,速遞工作講求服務(wù)承諾惯篇,因此具備了先決條件反俱;而對(duì)于廠商來(lái)說(shuō)忱厨,由于生產(chǎn)周期愈來(lái)愈短辱囤,時(shí)間稍有延誤將造成不可估量的損失,這一點(diǎn)對(duì)涂層業(yè)的發(fā)展有正面的推動(dòng)作用鲤瞪。另一因素是美國(guó)的整體業(yè)界對(duì)涂層的認(rèn)知水平較高牢介,例如:涂層需要在嚴(yán)格的環(huán)境下進(jìn)行,某些金屬材料不能混合一起進(jìn)行涂層等揉拯,對(duì)此他們都有充分地認(rèn)識(shí)泳厌;反觀中國(guó)的涂層業(yè),仍屬“專業(yè)”的范疇液斩,非業(yè)內(nèi)人士對(duì)涂層的認(rèn)識(shí)不深起驱,也阻礙了本地涂層業(yè)的順利發(fā)展。
高端產(chǎn)品為目標(biāo)市場(chǎng)
不少?gòu)S商都會(huì)考慮兩個(gè)問(wèn)題:產(chǎn)品是否需要進(jìn)行涂層谤赛?究竟自行購(gòu)置一部涂層設(shè)備鹊获, 還是將刀具或模具產(chǎn)品送往涂層加工服務(wù)商較為劃算?涂層工作只占工具生產(chǎn)成本的10%左右追城,但卻可以提高數(shù)倍壽命刹碾,因此,涂層可以說(shuō)是非常有必要的座柱,而且也是未來(lái)的發(fā)展潮流迷帜。至于如何衡量自行購(gòu)買或外派涂層工作則需要留意市場(chǎng)。現(xiàn)時(shí)所見(jiàn)色洞,無(wú)論本地或臺(tái)灣的廠商已開(kāi)始將涂層機(jī)視為常規(guī)設(shè)備戏锹,即使涂層設(shè)備的售價(jià)在這幾年來(lái)沒(méi)有大幅下降的情況下,他們?nèi)赃x擇購(gòu)入了涂層設(shè)備火诸, 這也反映出對(duì)涂層的需求愈來(lái)愈旺锦针。而PLATIT PVD超硬涂層系統(tǒng)的不同系列可以滿足各廠商不同的要求。
為模具增加更長(zhǎng)的使用壽命
模具使用涂層具有顯著的優(yōu)點(diǎn):第一惭蹂,涂層是延長(zhǎng)模具壽命的有效方法伞插,降低整體生產(chǎn)成本,并可增加產(chǎn)能及提高產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性盾碗。由于工件表面增加了薄膜的保護(hù)媚污,一般可加強(qiáng)使用壽命達(dá)3至4倍;長(zhǎng)遠(yuǎn)而言廷雅,可減少制造模具的套數(shù)皿掂。至于實(shí)際可延長(zhǎng)壽命多少,主要視乎產(chǎn)品本身唆逻,如沖壓模具使用了特制的STARVIC (TiCN-MP + MOVIC) 涂層般供,使其使用壽命增加了七倍之多。
第二,加強(qiáng)模具及產(chǎn)品使用的可靠性栅告。具備規(guī)模的企業(yè)注重生產(chǎn)質(zhì)量睛至,要求產(chǎn)品(例如:電器及手提電話等)的可靠性高,故采用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)馁|(zhì)量保護(hù)措施域抚;加上現(xiàn)時(shí)制造業(yè)的生產(chǎn)周期日益縮短治部,一旦生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題(例如:模具損毀),未必有足夠的時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)救涵蔓,而涂層足可為模具提供質(zhì)量的保證沧蛉。
第三,突出產(chǎn)品的效果滋遗。PVD涂層除了提供功能的防御蟀思,同時(shí)可保護(hù)模具表面,提升產(chǎn)品外觀溉跃。
涂層設(shè)備技術(shù)的演變
PLATIT自1992年推出首部涂層設(shè)備村刨,之后也出現(xiàn)不少變革,而PL70是現(xiàn)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的涂層機(jī)型號(hào)喊积,采用平面矩形的陰極電弧涂層技術(shù) (俗稱平面靶)烹困,適合進(jìn)行中小批量的刀具或模具。至2003年納米涂層技術(shù)的正式推出乾吻,為模具及金屬加工行業(yè)帶來(lái)了新景象髓梅。技術(shù)方面, 其蒸發(fā)源已由原來(lái)的平面靶轉(zhuǎn)為可轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱靶绎签,原來(lái)的平面靶只有二至三成的使用率枯饿,而旋轉(zhuǎn)靶的使用率高達(dá)70%~80%,且更為環(huán)保诡必,同時(shí)進(jìn)一步改善了“液滴”的問(wèn)題奢方,使表面更為光滑。其它的好處包括可解決熱力集中的問(wèn)題爸舒,提高蒸發(fā)能量等蟋字,這一革新可提升靶材料利用率,改善涂層表面粗糙度及制造出Si3N4 (氮化硅)涂層材又。圓柱靶電弧涂層更是PLATIT的專利技術(shù)枫须,PLATIT ?0型號(hào)納米涂層機(jī)便是屬于這一種類。
納米涂層將成為未來(lái)的發(fā)展方向
涂層本身的技術(shù)研發(fā)工作也加速了金屬制造及模具業(yè)應(yīng)用涂層技術(shù)的發(fā)展步伐药屠。原來(lái)化學(xué)氣相沉積(CVD) 涂層的厚度為10祄新俗,相比之下,現(xiàn)時(shí)的PVD涂層的厚度只有1祄更精確崇旺,這對(duì)于滿足市場(chǎng)需要將帶來(lái)一定的影響都鸳。
就涂層技術(shù)的發(fā)展而言难踱,傳統(tǒng)以鈦 (Titanium) 基為主要的涂層材質(zhì),而未來(lái)使用鉻 (Chromium) 基涂層的機(jī)會(huì)將會(huì)不斷提高猪楣,即不含鈦的涂層應(yīng)用層面將更廣刷络,AlCrN涂層將成新一代的涂層種類,鉻的耐熱性比鈦 (Titanium)的耐熱性高滤填,粘附性也較好锌烫。
由于制造商對(duì)于使用納米涂層正處于起步階段,故仍有相當(dāng)大的市場(chǎng)潛力认扼。另外,對(duì)于力求完美的大企業(yè)來(lái)說(shuō)重贺,涂層將成模具設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的一部份骑祟,這個(gè)嶄新意念在行業(yè)之中將具有象征意義。
納米涂層結(jié)構(gòu)在這10多年的發(fā)展歷程中經(jīng)歷了3個(gè)重大階段气笙,包括九十年代初的納米漸進(jìn)式 (Nanogradients) 涂層次企,九十年代初末推出的納米厚度 (Nanolayers) 涂層,以及2004年推出的納米結(jié)構(gòu) (Nanocomposites) 涂層潜圃。納米結(jié)構(gòu) (Nanocomposites) 涂層是指在TiAlN 或AlCrN納米結(jié)晶粒埋藏于Si3N4-matrix非晶體的矩陣之中缸棵,成為納米結(jié)構(gòu)涂層,能夠穿梭于復(fù)合涂層之間谭期,優(yōu)化表面光滑度堵第,提高硬度達(dá)Hv4500,耐高溫達(dá)1200℃隧出,并可提高靶材使用量踏志。NACo、nACRo及nACVIc三種都是PLATIT納米結(jié)構(gòu)涂層胀瞪,并已取得了專利针余。PLATIT ?0型號(hào)納米涂層機(jī)便是屬于納米結(jié)構(gòu)涂層種類,采用的LARC (Lateral Rotating Cathodes) 的高真空技術(shù)领明,已取得注冊(cè)專利标宪。
涂層業(yè)的前景分析
此外, 針對(duì)目前的市場(chǎng)發(fā)展袋凶,產(chǎn)品多樣化励普,生產(chǎn)材料轉(zhuǎn)變等因素都使涂層的需求上升。這一說(shuō)法將可在涂層種類及材料的數(shù)目不斷增加之中得到印證怨瑰。單以PLATIT公司的涂層發(fā)展為例示奉,5年來(lái)的涂層數(shù)目增加了10多種,總數(shù)達(dá)到20多種惨琼。預(yù)計(jì)模具制造業(yè)及金屬加工業(yè)使用涂層的發(fā)展前景非常樂(lè)觀皇铝。
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