等离子体化学气相沉积技术
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由于粒子间的碰撞,产生剧烈的气体电离,使反应气体受到活化。同时发生阴极溅射效应,为沉积薄膜提供了清洁的活性高的表面。因而整个沉积过程与仅有热激活的过程有显著不同。这两方面的作用,在提高涂层结合力,降低沉积温度,加快反应速度诸方面都创造了有利条件。
等离子体化学气相沉积技术按等离子体能量源方式划分,有直流辉光放电、射频放电和微波等离子体放电等。随着频率的增加,等离子体强化CVD过程的作用越明显,形成化合物的温度越低。
2.达克罗生产工艺
2.1工艺特点
达克罗涂层的处理工艺有点类似油漆,达克罗液买来以后,进行调配,然后直接浸涂在零件上,再烘干固化即可。 达克罗的基本处理方法是浸涂,实际处理时根据待处理零件的处理量以及零件的大小、形状、质量和要求的性能不同而采用挂或网篮浸。涂层厚度一般为二到十五微米,可根据防腐要求通过改变浸渍时间、甩干速度来调整涂层厚度。工作环境无污染,整洁。
1.直流等离子体化学气相沉积(DC-PCVD)
DC-PCVD是利用高压直流负偏压(-1~-5kV),使低压反应气体发生辉光放电产生等离子体,等离子体在电场作用下轰击工件,并在工件表面沉积成膜。
直流等离子体比较简单,工件处于阴极电位,受其形状、大小的影响,使电场分布不均匀,在阴极附近压降最大,电场强度最高,正因为有这一特点,所以化学反应也集中在阴极工件表面,加强了沉积效率,避免了反应物质在器壁上的消耗。缺点是不导电的基体或薄膜不能应用。因为阴极上电荷的积累会排斥进一步的沉积,并会造成积累放电,破坏正常的反应。
2)薄膜与基体间结合力用自动划痕仪测定,同时结合显微镜观察划痕的破损状况。也可用洛氏硬度压痕法评定,用载荷在试样表面打洛氏硬度压痕,观察压痕周边薄膜剥落的面积,定性地评价薄膜的结合力。剥落面积越小,结合力越高。
3)薄膜的组织形貌用扫描电镜分析。
4)用X-射线光电子谱仪(XPS)对薄膜成份进行定量分析。
1.2.3无氢脆
氢脆是传统镀锌工艺不能完全克服的弊病。由于工艺特点决定了达克罗在处理过程中不进行任何酸处理、也不存在电镀时的渗氢问题,加上涂层在高温下固化,所以从工艺上保证了达克罗涂层不会存在氢脆。这使它可以被应用在抗拉强度要求高的高强度零件的防腐的处理。
1.2.4无污染和公害
作为“绿色电镀”工艺,达克罗工艺采用了闭路循环的方式,在前处理中:除下的油和粉尘用专门的设备收集处理;在涂复、固化时,不存在传统电镀工艺过程中产生的酸、碱、含铬等重金属的污水问题,产生的仅仅是从涂层中蒸发出来的水汽,经测定,不含国家规定控制的有害物质。
由于高频电场中带电粒子和气体非弹性碰撞几率比直流辉光放电大,故气体点燃的气压比较低,直流辉光放电为13.3~1.33Pa,射频辉光放电为1.33×10-1~1.33×10-3Pa。目前,国内已设计生产了直径为420mm钟罩式(热壁、单双炉)射频放电PCVD装置。
4.材料检测
1)薄膜材料硬度用维氏显微压痕法测定。
2.2工艺流程
2.2.1预处理
2.2.1.1除油:分有机溶剂(如三氯乙烯等)和碱性溶液除油。经过前处理的零件表面要求能够被水完全浸润。重油工件一般先采用联合清洗机高压清洗,或采用二氯甲烷超声波清洗工艺,再进行喷丸处理。油污较少的工件可以省去清洗这步,直接抛丸处理。例如某些标准件,经搓丝机出来后,直接进行抛丸,随后浸达克罗液,进炉固化。
1. 达克罗防腐涂层的特点
1.1 防腐机理
达克罗涂层,外观为亚光银灰色,由极细的片状金属锌、铝及铬酸盐等成分构成。工件在经过了除油、抛丸处理后,浸涂达克罗液。达克罗液是一种水基处理液,金属件在水基处理液中浸涂或喷刷后,然后进炉固化,经300℃左右烘烤成膜,而形成锌、铝、铬无机涂层。固化时,涂膜中的水份、有机类(纤维素)物质等挥发份在挥发的同时,依靠达克罗母液中的高价铬盐的氧化性,使电极电位负值较大的单质锌片、铝片浆与铁基体后应,形成Fe、Zn、Al的铬盐化合物。由于膜层是与基体直接后应获得的,所以该防腐层极为致密,(用镀锌或浸锌方法获得的防腐层无法与之相比)该涂层在腐蚀环境下,会形成无数个原电池,即先腐蚀掉电位较负的Al、Zn盐类,直到它们被消耗后才有可能腐蚀至基体本身。因为达克罗防蚀机理是牺牲阳极与阴极保护为一体化的主体化的涂层,所以它的防腐性能与膜的厚度成正比。
PCVD工艺参数包括微观参数和宏观参数。微观参数如电子能量、等离子体密度及分布函数、反应气体的离解度等。宏观参数对于真空系统有,气体种类、配比、流量、压强、抽速等;对于基体来说有,沉积温度、相对位置、导电状态等;对于等离子体有,放电种类、频率、电极结构、输入功率、电流密度、离子温度等。以上这些参数都是相互联系、相互影响的。
涂层厚度由浸渍及甩干时间、甩干速度等工艺参数确定。一般浸达克罗液0.5~2.0分钟。不同零件甩干时转速不同,一般为200-300转/分钟。浸达克罗液的次数根据不同零件的要求而定,浸一次达克罗液涂层增厚三到四微米,一般浸二到三次。
2.2.3固化
经达克罗液浸渍处理后的工件经甩干,放置于不锈钢网带输送带上,对小的工件,需带上手套,进行人工分理,要求工件间不互相粘连。对于较大的工件,例如地铁螺栓,须放置在专门的料架上,再将料架放在网带上入固化炉烘烤固化。固化温度为:280-330℃,时间25-40分钟。
1.2.5外观柔和、可进一步涂饰
达克罗涂层呈亚光银灰色,可以在上面进行再涂装。这一点,满足了那些对外观质量要求较高的工件的涂复要求,例如自行车上的紧固件,网篮等,在涂复了达克罗涂层后,还须上一层上光漆。
1.2.6极好的渗透性、适用于多种金属
达克罗液能渗入细微的空隙处,如几何形状复杂的盲孔等,它的渗透性很好。用它处理过的弹簧,能产生良好的耐腐涂层。它不但可以处理铁及其合金,还可以处理轻金属(铝等)及其合金,适用于钢铁、铸铁、铝质合金等零部件的表面防腐处理。
3设备及达克罗涂料
3.1设备
使用达克罗涂复工艺时,应根据待处理零件的处理量以及零件的大小、形状、质量和要求的性能来确定生产设备及工、夹具。生产设备中的关键设备是固化炉。
3.1.1少量生产时,可采用一般的处理槽来浸涂、喷涂或刷涂达克罗液,然后进烘箱固化处理。此方法常常用在批量生产前的工艺试验。
3.1.2批量生产时,须配置清洗槽、配液桶、浸涂设备、抛丸机、机械手、网带式固化炉等设备,并将它们合理地组合起来,形成一条生产线。设备选用的规格根据年产量定。固化炉采用热风循环方式,通过排风除去固化时蒸发出来的水份及有机类(纤维素)物质等挥发份。固化炉的加热热源主要有:电力、燃油、液化气(或煤气)。三者各有优劣,采用电力生产的产品,外观色泽要比用燃油生产的明亮;采用燃油生产的产品,其生产成本比电力的低,若采用一定的工艺措施,其外观质量能达到用电力生产的;燃气的成本,根据气体的来源,介于电力和燃油之间。以一年涂复5000吨标准件的达克罗涂装线为例,若采用电力为加热源,需配制一台18米长、功率为300KW的固化炉就能满足要求。
5)薄膜厚度用电子测厚仪或断面扫描电镜放大测定。
比镀锌更耐蚀的达克罗(锌铬膜)涂覆工艺
2006年08月18日出处:浏览929次
达克罗涂复工艺是一种全新的表面处理技术,又称达克乐、达克锈、锌铬膜、达克曼等。70年代初期由美国人发明,1976年前后转给了美国的M.C.II公司、法国的DACRAL公司和日本的NDS公司。随着本全球经济的发展,环境保护日益成为社会经济和贸易领域的重要组成部分。1996年原国家机械工业部将达克罗工艺列为机械工业可持续发展清洁生产重点资助的开发项目,是一种“绿色电镀”。在工业发达国家, 达克罗金属表面防腐蚀技术已作为替代污染严重的电镀锌、热浸镀锌、电镀镉、锌基合金镀层、磷化等多种传统工艺的防腐蚀处理工艺,这是一种从根本上减少环境污染的新工艺。
3)当装炉量大,工件体积大或沉积温度要求较高,需要离子能量较大时,直流辉光放电的工作区域在异常辉光放电的较强段,很容易过渡到弧光放电,引起电源打弧、跳闸、工艺过程不能正常进行。
为了解决以上问题,有的学者采用双阴极辉光放电装置,增加一个阴极作为辅助阴极,虽然有一定效果,但还不够完善。
目前,国内外研究者更多的是采用辅助加外热方式沉积技术来解决以上问题,改变了单纯依靠离子轰击加热而带来的弊端,将反应时等离子体放电强度与放电工件温度分,从而提高了工艺的稳定性和重复性.
2.2.4冷却
由于固化的温度较高,须对固化好后的工件进行强冷,以缩短冷却的时间,减小固化炉的长度,节省投资费用。
2.2.5后处理
当涂层较厚时,会因为涂层固化前不易流平或工件形状的原因造成甩干时涂膜不均匀。固化后出现外观粗糙、粉化的现象。这时需要对工件表面作少许修正,常用的方法是:用优质的硬毛刷清理工件表面。
等离子体化学气相沉积技术
2006年08月23日出处:浏览614次
1.技术内容及技术关键
等离子体化学气相沉积技术原理是利用低温等离子体(非平衡等离子体)作能量源,工件置于低气压下辉光放电的阴极上,利用辉光放电(或另加发热体)使工件升温到预定的温度,然后通入适量的反应气体,气体经一系列化学反应和等离子体反应,在工件表面形成固态薄膜。它包括了化学气相沉积的一般技术,又有辉光放电的强化作用。
1.2涂层特点
达克罗涂层具有高耐蚀性,外观为亚光银灰色,有点象银粉漆,主要由微小锌片及粘合锌片的无机铬聚合物组成,它具有其它表面处理所列法比拟的优异特点:
1.2.1极好的耐热腐蚀性
达克罗防腐膜的固化温度在300℃左右,所以工件即使长时间处于高温下,外观也不会变色,耐热腐蚀性极好。传统的镀锌层在高于70℃的条件下,会出现微小的裂纹,在200-300℃的条件下会变色,耐腐蚀性也大大下降。
PCVD的工艺装置由沉积室、反应物输送系统、放电电源、真空系统及检测系统组成。气源需用气体净化器除去水分和其它杂质,经调节装置得到所需要的流量,再与源物质同时被送入沉积室,在一定温度和等离子体激活等条件下,得到所需的产物,并沉积在工件或基片表面。所以,PCVD工艺既包括等离子体物理过程,又包括等离子体化学反应过程。
1.2.2优异的耐候性与耐化学品稳定性
经试验,未纯化过的镀锌层,在盐雾试验时一般十小时腐蚀掉一微米;厚度为三微米的彩虹色纯化膜,经二百小时盐雾试验被蚀穿。达克罗涂层在经过了一百小时的盐雾试验后,才被腐蚀掉一微米。达克罗工艺比传统的表面镀锌处理工艺,使工件的耐蚀性提高了七至十倍。上海某车灯厂采用达克罗工艺涂复的车灯架,耐盐雾试验达到了一千小时以上。
2.微波等离子体化学气相沉积(MW-PCVD)
微波等离子体的特点是能量大,活性强。激发的亚稳态原子多,化学反应容易进行,是一种很有发展前途、用途广泛的新工艺,微波频率为2.45GHz,. 微波放电与直流辉光放电相比具有设备结构简单,容易起辉,耦合效率高,工作稳定,无气体污染及电极腐蚀,工作频带宽等优点,装置主要由微波发生器、环形器、定向耦合器、表面波导放电部分及沉积室组成。
固化分为两个阶段:在第一阶段中工件吸热升温,称为预热,温度控制在60~80℃、10分钟。此阶段中须注意升温不可过急,应让工件缓缓吸热,让涂层中的水份逐渐逸出,以避免涂层起泡,产生缺陷。第二阶段为涂层的高温固化,此时固化炉中的温度一定要控制在工艺要求的范围内,不可过高或过低,因为它决定了涂层在工件上的最终性能。
该设备由于工件仅靠离子和高能粒子轰击提供能量,在进行产品的批量生产时就不可避免的暴露出一些缺点:
1)各工艺参数在沉积时相互影响、互相制约、无法独立控制,使工艺调整和控制困难。
2)不同工件在离子轰击加热过程中,由于其表面积不同,则产生一定的温差,同时,沉积室内壁是阳极,温度低,使其附近的工件与中心部分的工件也有一定的温差。
2.2.1.2喷砂、除尘和降温:抛丸机使用的钢丸的直径范围为0.1-0.6mm,用压缩空气除尘,除去的粉尘经专门的集粉器收集后集中处理,经抛丸除尘后的零件温度高达60℃左右,待降至20℃时方可进行下道工序。
2.2.2达克罗处理
达克罗液分为母液和基液(有的供应商将达克罗液分为三种:主剂、架桥剂、增粘剂,三种溶剂必须配合使用。)基液是由是极细的片状铝粉和锌粉组成,母液由酸及铬盐类组成。使用时将两者混合配制成槽液。槽液须连续循环或搅拌,防止基料沉降。因为它不易保存很长时间,所以应现配现用。配制时,槽液温度不宜过高,(小于20℃),防止溶液自身发生反应。
3.射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PCVD)
在低压容器的两极上加高频电压则产生射频放电形成等离子体,射频电源通常采用电容耦合或电感耦合方式,其中又可分为电极式和无电极式结构,电极式一般采用平板式或热管式结构,优点是可容纳较多工件,但这种装置中的分解率远低于1%,即等离子体的内能不高。电极式装置设在反应容器外时,主要为感应线圈,,也叫无极环形放电,射频频率为13.56MHz。
等离子体化学气相沉积技术按等离子体能量源方式划分,有直流辉光放电、射频放电和微波等离子体放电等。随着频率的增加,等离子体强化CVD过程的作用越明显,形成化合物的温度越低。
2.达克罗生产工艺
2.1工艺特点
达克罗涂层的处理工艺有点类似油漆,达克罗液买来以后,进行调配,然后直接浸涂在零件上,再烘干固化即可。 达克罗的基本处理方法是浸涂,实际处理时根据待处理零件的处理量以及零件的大小、形状、质量和要求的性能不同而采用挂或网篮浸。涂层厚度一般为二到十五微米,可根据防腐要求通过改变浸渍时间、甩干速度来调整涂层厚度。工作环境无污染,整洁。
1.直流等离子体化学气相沉积(DC-PCVD)
DC-PCVD是利用高压直流负偏压(-1~-5kV),使低压反应气体发生辉光放电产生等离子体,等离子体在电场作用下轰击工件,并在工件表面沉积成膜。
直流等离子体比较简单,工件处于阴极电位,受其形状、大小的影响,使电场分布不均匀,在阴极附近压降最大,电场强度最高,正因为有这一特点,所以化学反应也集中在阴极工件表面,加强了沉积效率,避免了反应物质在器壁上的消耗。缺点是不导电的基体或薄膜不能应用。因为阴极上电荷的积累会排斥进一步的沉积,并会造成积累放电,破坏正常的反应。
2)薄膜与基体间结合力用自动划痕仪测定,同时结合显微镜观察划痕的破损状况。也可用洛氏硬度压痕法评定,用载荷在试样表面打洛氏硬度压痕,观察压痕周边薄膜剥落的面积,定性地评价薄膜的结合力。剥落面积越小,结合力越高。
3)薄膜的组织形貌用扫描电镜分析。
4)用X-射线光电子谱仪(XPS)对薄膜成份进行定量分析。
1.2.3无氢脆
氢脆是传统镀锌工艺不能完全克服的弊病。由于工艺特点决定了达克罗在处理过程中不进行任何酸处理、也不存在电镀时的渗氢问题,加上涂层在高温下固化,所以从工艺上保证了达克罗涂层不会存在氢脆。这使它可以被应用在抗拉强度要求高的高强度零件的防腐的处理。
1.2.4无污染和公害
作为“绿色电镀”工艺,达克罗工艺采用了闭路循环的方式,在前处理中:除下的油和粉尘用专门的设备收集处理;在涂复、固化时,不存在传统电镀工艺过程中产生的酸、碱、含铬等重金属的污水问题,产生的仅仅是从涂层中蒸发出来的水汽,经测定,不含国家规定控制的有害物质。
由于高频电场中带电粒子和气体非弹性碰撞几率比直流辉光放电大,故气体点燃的气压比较低,直流辉光放电为13.3~1.33Pa,射频辉光放电为1.33×10-1~1.33×10-3Pa。目前,国内已设计生产了直径为420mm钟罩式(热壁、单双炉)射频放电PCVD装置。
4.材料检测
1)薄膜材料硬度用维氏显微压痕法测定。
2.2工艺流程
2.2.1预处理
2.2.1.1除油:分有机溶剂(如三氯乙烯等)和碱性溶液除油。经过前处理的零件表面要求能够被水完全浸润。重油工件一般先采用联合清洗机高压清洗,或采用二氯甲烷超声波清洗工艺,再进行喷丸处理。油污较少的工件可以省去清洗这步,直接抛丸处理。例如某些标准件,经搓丝机出来后,直接进行抛丸,随后浸达克罗液,进炉固化。
1. 达克罗防腐涂层的特点
1.1 防腐机理
达克罗涂层,外观为亚光银灰色,由极细的片状金属锌、铝及铬酸盐等成分构成。工件在经过了除油、抛丸处理后,浸涂达克罗液。达克罗液是一种水基处理液,金属件在水基处理液中浸涂或喷刷后,然后进炉固化,经300℃左右烘烤成膜,而形成锌、铝、铬无机涂层。固化时,涂膜中的水份、有机类(纤维素)物质等挥发份在挥发的同时,依靠达克罗母液中的高价铬盐的氧化性,使电极电位负值较大的单质锌片、铝片浆与铁基体后应,形成Fe、Zn、Al的铬盐化合物。由于膜层是与基体直接后应获得的,所以该防腐层极为致密,(用镀锌或浸锌方法获得的防腐层无法与之相比)该涂层在腐蚀环境下,会形成无数个原电池,即先腐蚀掉电位较负的Al、Zn盐类,直到它们被消耗后才有可能腐蚀至基体本身。因为达克罗防蚀机理是牺牲阳极与阴极保护为一体化的主体化的涂层,所以它的防腐性能与膜的厚度成正比。
PCVD工艺参数包括微观参数和宏观参数。微观参数如电子能量、等离子体密度及分布函数、反应气体的离解度等。宏观参数对于真空系统有,气体种类、配比、流量、压强、抽速等;对于基体来说有,沉积温度、相对位置、导电状态等;对于等离子体有,放电种类、频率、电极结构、输入功率、电流密度、离子温度等。以上这些参数都是相互联系、相互影响的。
涂层厚度由浸渍及甩干时间、甩干速度等工艺参数确定。一般浸达克罗液0.5~2.0分钟。不同零件甩干时转速不同,一般为200-300转/分钟。浸达克罗液的次数根据不同零件的要求而定,浸一次达克罗液涂层增厚三到四微米,一般浸二到三次。
2.2.3固化
经达克罗液浸渍处理后的工件经甩干,放置于不锈钢网带输送带上,对小的工件,需带上手套,进行人工分理,要求工件间不互相粘连。对于较大的工件,例如地铁螺栓,须放置在专门的料架上,再将料架放在网带上入固化炉烘烤固化。固化温度为:280-330℃,时间25-40分钟。
1.2.5外观柔和、可进一步涂饰
达克罗涂层呈亚光银灰色,可以在上面进行再涂装。这一点,满足了那些对外观质量要求较高的工件的涂复要求,例如自行车上的紧固件,网篮等,在涂复了达克罗涂层后,还须上一层上光漆。
1.2.6极好的渗透性、适用于多种金属
达克罗液能渗入细微的空隙处,如几何形状复杂的盲孔等,它的渗透性很好。用它处理过的弹簧,能产生良好的耐腐涂层。它不但可以处理铁及其合金,还可以处理轻金属(铝等)及其合金,适用于钢铁、铸铁、铝质合金等零部件的表面防腐处理。
3设备及达克罗涂料
3.1设备
使用达克罗涂复工艺时,应根据待处理零件的处理量以及零件的大小、形状、质量和要求的性能来确定生产设备及工、夹具。生产设备中的关键设备是固化炉。
3.1.1少量生产时,可采用一般的处理槽来浸涂、喷涂或刷涂达克罗液,然后进烘箱固化处理。此方法常常用在批量生产前的工艺试验。
3.1.2批量生产时,须配置清洗槽、配液桶、浸涂设备、抛丸机、机械手、网带式固化炉等设备,并将它们合理地组合起来,形成一条生产线。设备选用的规格根据年产量定。固化炉采用热风循环方式,通过排风除去固化时蒸发出来的水份及有机类(纤维素)物质等挥发份。固化炉的加热热源主要有:电力、燃油、液化气(或煤气)。三者各有优劣,采用电力生产的产品,外观色泽要比用燃油生产的明亮;采用燃油生产的产品,其生产成本比电力的低,若采用一定的工艺措施,其外观质量能达到用电力生产的;燃气的成本,根据气体的来源,介于电力和燃油之间。以一年涂复5000吨标准件的达克罗涂装线为例,若采用电力为加热源,需配制一台18米长、功率为300KW的固化炉就能满足要求。
5)薄膜厚度用电子测厚仪或断面扫描电镜放大测定。
比镀锌更耐蚀的达克罗(锌铬膜)涂覆工艺
2006年08月18日出处:浏览929次
达克罗涂复工艺是一种全新的表面处理技术,又称达克乐、达克锈、锌铬膜、达克曼等。70年代初期由美国人发明,1976年前后转给了美国的M.C.II公司、法国的DACRAL公司和日本的NDS公司。随着本全球经济的发展,环境保护日益成为社会经济和贸易领域的重要组成部分。1996年原国家机械工业部将达克罗工艺列为机械工业可持续发展清洁生产重点资助的开发项目,是一种“绿色电镀”。在工业发达国家, 达克罗金属表面防腐蚀技术已作为替代污染严重的电镀锌、热浸镀锌、电镀镉、锌基合金镀层、磷化等多种传统工艺的防腐蚀处理工艺,这是一种从根本上减少环境污染的新工艺。
3)当装炉量大,工件体积大或沉积温度要求较高,需要离子能量较大时,直流辉光放电的工作区域在异常辉光放电的较强段,很容易过渡到弧光放电,引起电源打弧、跳闸、工艺过程不能正常进行。
为了解决以上问题,有的学者采用双阴极辉光放电装置,增加一个阴极作为辅助阴极,虽然有一定效果,但还不够完善。
目前,国内外研究者更多的是采用辅助加外热方式沉积技术来解决以上问题,改变了单纯依靠离子轰击加热而带来的弊端,将反应时等离子体放电强度与放电工件温度分,从而提高了工艺的稳定性和重复性.
2.2.4冷却
由于固化的温度较高,须对固化好后的工件进行强冷,以缩短冷却的时间,减小固化炉的长度,节省投资费用。
2.2.5后处理
当涂层较厚时,会因为涂层固化前不易流平或工件形状的原因造成甩干时涂膜不均匀。固化后出现外观粗糙、粉化的现象。这时需要对工件表面作少许修正,常用的方法是:用优质的硬毛刷清理工件表面。
等离子体化学气相沉积技术
2006年08月23日出处:浏览614次
1.技术内容及技术关键
等离子体化学气相沉积技术原理是利用低温等离子体(非平衡等离子体)作能量源,工件置于低气压下辉光放电的阴极上,利用辉光放电(或另加发热体)使工件升温到预定的温度,然后通入适量的反应气体,气体经一系列化学反应和等离子体反应,在工件表面形成固态薄膜。它包括了化学气相沉积的一般技术,又有辉光放电的强化作用。
1.2涂层特点
达克罗涂层具有高耐蚀性,外观为亚光银灰色,有点象银粉漆,主要由微小锌片及粘合锌片的无机铬聚合物组成,它具有其它表面处理所列法比拟的优异特点:
1.2.1极好的耐热腐蚀性
达克罗防腐膜的固化温度在300℃左右,所以工件即使长时间处于高温下,外观也不会变色,耐热腐蚀性极好。传统的镀锌层在高于70℃的条件下,会出现微小的裂纹,在200-300℃的条件下会变色,耐腐蚀性也大大下降。
PCVD的工艺装置由沉积室、反应物输送系统、放电电源、真空系统及检测系统组成。气源需用气体净化器除去水分和其它杂质,经调节装置得到所需要的流量,再与源物质同时被送入沉积室,在一定温度和等离子体激活等条件下,得到所需的产物,并沉积在工件或基片表面。所以,PCVD工艺既包括等离子体物理过程,又包括等离子体化学反应过程。
1.2.2优异的耐候性与耐化学品稳定性
经试验,未纯化过的镀锌层,在盐雾试验时一般十小时腐蚀掉一微米;厚度为三微米的彩虹色纯化膜,经二百小时盐雾试验被蚀穿。达克罗涂层在经过了一百小时的盐雾试验后,才被腐蚀掉一微米。达克罗工艺比传统的表面镀锌处理工艺,使工件的耐蚀性提高了七至十倍。上海某车灯厂采用达克罗工艺涂复的车灯架,耐盐雾试验达到了一千小时以上。
2.微波等离子体化学气相沉积(MW-PCVD)
微波等离子体的特点是能量大,活性强。激发的亚稳态原子多,化学反应容易进行,是一种很有发展前途、用途广泛的新工艺,微波频率为2.45GHz,. 微波放电与直流辉光放电相比具有设备结构简单,容易起辉,耦合效率高,工作稳定,无气体污染及电极腐蚀,工作频带宽等优点,装置主要由微波发生器、环形器、定向耦合器、表面波导放电部分及沉积室组成。
固化分为两个阶段:在第一阶段中工件吸热升温,称为预热,温度控制在60~80℃、10分钟。此阶段中须注意升温不可过急,应让工件缓缓吸热,让涂层中的水份逐渐逸出,以避免涂层起泡,产生缺陷。第二阶段为涂层的高温固化,此时固化炉中的温度一定要控制在工艺要求的范围内,不可过高或过低,因为它决定了涂层在工件上的最终性能。
该设备由于工件仅靠离子和高能粒子轰击提供能量,在进行产品的批量生产时就不可避免的暴露出一些缺点:
1)各工艺参数在沉积时相互影响、互相制约、无法独立控制,使工艺调整和控制困难。
2)不同工件在离子轰击加热过程中,由于其表面积不同,则产生一定的温差,同时,沉积室内壁是阳极,温度低,使其附近的工件与中心部分的工件也有一定的温差。
2.2.1.2喷砂、除尘和降温:抛丸机使用的钢丸的直径范围为0.1-0.6mm,用压缩空气除尘,除去的粉尘经专门的集粉器收集后集中处理,经抛丸除尘后的零件温度高达60℃左右,待降至20℃时方可进行下道工序。
2.2.2达克罗处理
达克罗液分为母液和基液(有的供应商将达克罗液分为三种:主剂、架桥剂、增粘剂,三种溶剂必须配合使用。)基液是由是极细的片状铝粉和锌粉组成,母液由酸及铬盐类组成。使用时将两者混合配制成槽液。槽液须连续循环或搅拌,防止基料沉降。因为它不易保存很长时间,所以应现配现用。配制时,槽液温度不宜过高,(小于20℃),防止溶液自身发生反应。
3.射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PCVD)
在低压容器的两极上加高频电压则产生射频放电形成等离子体,射频电源通常采用电容耦合或电感耦合方式,其中又可分为电极式和无电极式结构,电极式一般采用平板式或热管式结构,优点是可容纳较多工件,但这种装置中的分解率远低于1%,即等离子体的内能不高。电极式装置设在反应容器外时,主要为感应线圈,,也叫无极环形放电,射频频率为13.56MHz。