各種鍍膜的基本性質與應用

 

 各種鍍膜的基本性質與應用

(4)未來發展

A. 鍍層開發

超硬薄膜:如:C-BNCNx,超晶格(superlattice)及鑽石等,這劇薄膜硬度在5200 HV以上均較TiNCrN硬度(17002300 HV)高出許多,將有效提高耐磨性,另外由於鍍層超高硬度相對所需厚度減小,能符合未來工作高精度化的要求。
   
耐熱薄膜:如、
McrAlY開發;具有耐熱性及抗氧化性,適合應用在高速切削及成形加工,McrAlY耐溫可達1100,將可應用須耐高溫環境的工件。
   
耐蝕薄膜:如鉻、鋁薄膜開發;電鍍硬鉻有廢水環保的問題,未來真空蒸鍍鉻膜製程技術開發及設備大型化、連續式生產時將會取代大部分電鍍硬鉻市場。航太零件真空蒸鍍鋁也是未來看好的技術與市場。

潤滑薄膜:具低摩擦係數的鍍層如類鑽石、二硫化鉬等,此可應用至須低摩擦阻力的場合或取代切削油的使用。

B. 設備開發

  在處理設備的趨勢將朝自動化、大型化及連續化,各項趨勢詳述如下:

自動化物理蒸鍍可藉由自動化電腦模擬系統,由輸入溫度、膜厚、鍍膜種類,工件形狀尺寸材質後,即可自動生產,使此技術變得簡單易於操作。
   
大型化設備大型化使處理工件的產品尺寸更不受限制和處理量增加擴大應用範圍,目 前物理蒸鍍和陰極電弧及磁控濺射式已有二米長以上的蒸鍍設備,可生產大型的產品。

連續化目前物理蒸鍍設備都為批式或半連續式生產,使生產本偏高,未來將發展連續式生產,使生產成本降低,未來大型化及連續式生產應是以陰極電弧離子鍍及磁控濺射離子鍍為主流,當陰極電弧離子鍍的微粒問題加以克服,磁控濺射離子鍍的蒸鍍距離擴大後,將使設備的大型化連續式可行性加速。

2.化學蒸鍍製程(chemical vapor deposition

  化學蒸鍍乃利用化學反應由氣相析出固相物質,於真空蒸鍍製程中有別於物理蒸鍍,此項技術可蒸鍍氧化物、碳化物、氮化物及硼化物等,為漸受廣泛採用的表面處理技術之一,蒸鍍陶瓷鍍膜於刀具、模具及機械部品上,可增加抗磨耗性、抗腐蝕性、耐高溫性等,增加使用壽命。不僅在工具鋼、模具鋼上有優良特性的表現,在碳化鎢材質上的表面蒸鍍處理也逐漸受到廣泛的重視。

  化學蒸鍍處理應用於刀具模具上的技術大致可將之區分為熱CVDthermal CVD及電漿CVDplasma chemical vapor deposition,簡稱PCVD),化學蒸鍍處理分類如圖5,熱CVD乃是利用熱源提供化學反應所需的能量,又因製程溫度的高低可將熱CVD分為高溫CVDhigh temperature CVD,簡稱HTCVD)製程溫度約為10001050及中溫CVDmoderate temperature CVD,簡稱MTCVD)其製程溫度約為700900