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钢带镀膜技术概述  

2010-04-16 10:07:01|  分类: 镀膜技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

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在真空区段,实现了两种不同的PVD工艺:

 一、来自完全密封的辐射加热石黑坩埚的用于低熔点材料如锌或镁等的调整蒸发的JET-PVD镀膜。

 二、用两个100KW电子枪从水冷铜坩埚中调整蒸发高熔点材料如铁、镍和钛以及金属化合物、无机化合物(如二氧化硅)等的EB-PVD镀 膜。

 运行的首次结果从已经得到广泛试验的JET-PVD和等离子清洗工艺获得。在本文的余下部分将相当详细在描述这些结果,包括实际工艺试验程序的首次结果。

    EB-PVD沉积在热浸镀锌钢板上。接下来,应用一次加热后处理促使铁锌之间的如前面章节所述的相互扩散和合金形成。如果没有PVD镀膜前的等离子体清洗的话,铁锌间的相互扩散就会受到带表面的薄而致密的氧化层的强烈影响,尽管仍然进行热退火处理,但已经形成了分隔的膜层。在镀膜工艺前用中频电源进行等离子体清洗且除此之外一切条件和上面相同的条件下,将会发现有非常不同的情形。氧化层几乎完全去除,同时通过铁扩散到热浸锌膜层从而形成一层合金膜。

   

   用于改善腐蚀性质的镁涂层的喷射蒸发技术

   喷射蒸发技术是 一种PVD工艺,尤其适应于蒸发低熔点金属如锌或镁等,同时具有很高的沉积率(达到约10UM/S)。在试验型生产线上实现了设备原理如图8所示。

   坩埚由高纯石墨组成,除了利用一个在顶盖上的小喷嘴与分隔的基底室相连外,其余是全部密封的。除了坩埚外,石墨室也能够被加热,并提供约95%的蒸汽利用率。碳纤维化合物 的大面积加热器覆盖着坩埚和基底室,并且可以分别单独控制以确保温度曲线合乎理想。坩埚容量是按用于4吨卷材计算的。考虑到该试验型生产线的基本研究使用,因此没有安装连续蒸发材料进给装置。加热系统是完全由温度控制和 稳定的。从而在加热以后的整个工艺时间内得到恒定的镀膜条件。由于经过优化的喷嘴几何结构设计,使得整个的带截面上的膜厚均匀小于等于(正负)10%。镁的动态沉积率与坩埚温度的函数关系已经在几次实验运行中测量得到。(图9)

    第一次连续 实验在这条试生产线上 使用镀锌钢带进行的,过程包括湿法学清洁和反转磁控溅射刻蚀,接着是 利用喷射蒸发技术在镀锌钢板上沉积薄的镁涂层,然后进行热处理。生产线的速率在6-30M/MIN的范围内。所得到的镀膜钢带具有非常类似的外观质量。在图10中显示了未着漆样品的加速腐蚀试验的结果。和镀锌的相关材料相比的显著改善于的腐蚀抗性与先前在小一型实验设备的结果相符合。因此,把参数从实验室程序转移到工业规模镀膜设备已经成功得到论证了。

  总结

  镀膜钢板产品已经在腐蚀保护和工艺行为方面得到了改善。然而,对附加膜层的功能性的需求的日益增加。这些需求已经不能使用完全的传统表面处理方法来满足。看起来仅通过应用新型的镀膜材料就能获得显著的进步,但是这些材料很多只能应用于PVD/CVD技术。一种有希望的方法是这样的PVD方法与传统工艺的联合。在联合研究工程的范围内,一台多功能试验型带镀膜线已经研制并实现了,该生产线在真空镀膜工艺方面具有扩充的功能如用辐射加热和电子束的热蒸发,同时结合了等离子体清洗。

    两种不同的 但都有效的等离子体清洗技术能够用于改善膜层的吸附性并去除残余氧化层。等离子清洗效果可以在改善薄的附加膜和热浸膜之间相互扩散方面得到证明。

    联合镁锌合金镀膜已经在该试验线上成功实现。第一次性能试验的结果可以与先前在实验室规模的设备上使用样品获得的结果相比。这样,要把在钢板上进行PVD镀膜的实验室试验程序的参数传递到工业规模镀膜设备中已经成功得到了证明了。

 

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