pvd工艺流程最简单方法

VD (Physical Vapor Deposition) 即物理气相沉积，分为：真空蒸发镀膜、真空溅射镀膜和真空离子镀膜。

我们通常所说的PVD镀膜，指的就是真空离子镀膜；通常说的NCVM镀膜，就是指真空蒸发镀膜和真空溅射镀。

真空蒸镀基本原理：在真空条件下，使金属、金属合金等蒸发，然后沉积在基体表面上，蒸发的方法常用电阻加热，电子束轰击镀料，使蒸发成气相，然后沉积在基体表面，历史上，真空蒸镀是PVD法中使用最早的技术。

溅射镀膜基本原理：充氩(Ar)气的真空条件下，使氩气进行辉光放电，这时氩(Ar)原子电离成氩离子(Ar+)，氩离子在电场力的作用下，加速轰击以镀料制作的阴极靶材，靶材会被溅射出来而沉积到工件表面。

溅射镀膜中的入射离子，一般采用辉光放电获得，在l0-2Pa～10Pa范围，所以溅射出来的粒子在飞向基体过程中，易和真空室中的气体分子发生碰撞，使运动方向随机，沉积的膜易于均匀。

离子镀基本原理：在真空条件下，采用某种等离子体电离技术，使镀料原子部分电离成离子，同时产生许多高能量的中性原子，在被镀基体上加负偏压。

这样在深度负偏压的作用下，离子沉积于基体表面形成薄膜。

离子镀的工艺过程：蒸发料的粒子作为带正电荷的高能离子在高压阴极（即工件）的吸引下，以很高的速度注入到工件表面。

离子镀的作用过程如下：
蒸发源接阳极，工件接阴极，当通以三至五千伏高压直流电以后，蒸发源与工件之间产生辉光放电。

由于真空罩内充有惰性氩气，在放电电场作用下部分氩气被电离，从而在阴极工件周围形成一等离子暗区。

带正电荷的氩离子受阴
极负高压的吸引，猛烈地轰击工件表面，致使工件表层粒子和脏物被轰溅抛出，从而使工件待镀表面得到了充分的离子轰击清洗。

随后，接通蒸发源交流电源，蒸发料粒子熔化蒸发，进入辉光放电区并被电离。

带正电荷的蒸发料离子，在阴极吸引下，随同氩离子一同冲向工件，当抛镀于工件表面上的蒸发料离子超过溅失离子的数量时，则逐渐堆积形成一层牢固粘附于工件表面的镀层。

这就是离子镀的简单作用过程。

三种镀膜方式的比较：
2PVD技术四个工艺步骤
(1)清洗工件：接通直流电源，氩气进行辉光放电为氩离子，氩离子轰击工件表面，工件表层粒子和脏物被轰溅抛出；
(2)镀料的气化：即通入交流电后，使镀料蒸发气化。

(3)镀料离子的迁移：由气化源供出原子、分子或离子经过碰撞以及高压电场后，高速
冲向工件；
(4)镀料原子、分子或离子在基体上沉积：工件表面上的蒸发料离子超过溅失离子的数
量时，则逐渐堆积形成一层牢固粘附于工件表面的镀层。

离子镀时，蒸发料粒子电离后具有三千到五千电子伏特的动能，高速轰击工件时，不
但沉积速度快，而且能够穿透工件表面，形成一种注入基体很深的扩散层，离子镀的
界面扩散深度可达四至五微米，也就是说比普通真空镀膜的扩散深度要深几十倍，甚
至上百倍，因而彼此粘附得特别牢。

3PVD流程图
4PVD加工特点
1).PVD膜层能直接镀在不锈钢以及硬质合金上，对比较软的锌合金、铜、铁等压铸件
应先进行化学电镀铬，然后才适合镀PVD，但是水镀后做PVD容易起泡，不良率较高；
2).典型的 PVD 涂层加工温度在 250 ℃— 450 ℃之间；
3).涂层种类和厚度决定工艺时间，一般工艺时间为 3~6 小时；
4).PVD镀膜膜层的厚度为微米级，厚度较薄，一般为0.3μm～5μm，其中装饰镀膜膜
层的厚度一般为0.3μm~1μm，因此可以在几乎不影响工件原来尺寸的情况下提高工件
表面的各种物理性能和化学性能，并能够维持工件尺寸基本不变，镀后不须再加工；5).PVD技术不仅提高了镀膜与基体材料的结合强度，涂层成分也由第一代的TiN发展
为TiC、TiCN、ZrN、CrN、MoS2、TiAlN、TiAlCN、TiN-AlN、CNx、DLC和ta－C
等多元复合涂层，形成不同的颜色的表面效果。

6).目前能够做出的膜层的颜色有深金黄色，浅金黄色，咖啡色，古铜色，灰色，黑色，灰黑色，七彩色等。

通过控制镀膜过程中的相关参数，可以控制镀出的颜色；镀膜结
束后可以用相关的仪器对颜色值进行测量，使颜色得以量化，以确定所镀出的颜色是
否满足要求。

PVD镀膜技术的应用主要分为两大类：装饰镀和工具镀：
装饰镀的目的：主要是为了改善工件的外观装饰性能和色泽，同时使工件更耐磨耐腐
蚀延长其使用寿命；这方面主要应用五金行业的各个领域，如门窗五金、锁具、卫浴
五金等行业。

工具镀的目的：主要是为了提高工件的表面硬度和耐磨性，降低表面的摩擦系数，提
高工件的使用寿命；这方面主要应用在各种刀剪、车削刀具（如车刀、刨刀、铣刀、
钻头等等）等产品中。

虽然使用PVD镀膜技术能够镀出高品质的膜层，但是PVD镀膜过程的成本其实并不高，它是一种性价比非常高的表面处理方式，所以近年来PVD镀膜技术发展得非常快。

PVD镀膜已经成为五金行业表面处理的发展方向。

5PVD优点
1.镀层附着性能好
普通真空镀膜时，在工件表面与镀层之间几乎没有连接的过渡层，好似截然分开。

而离子镀时，离子高速轰击工件时，能够穿透工件表面，形成一种注入基体很深的扩
散层，离子镀的界面扩散深度可达四至五微米，对离子镀后的
试件作拉伸试验表明，一直拉到快要断裂时，镀层仍随基体金属一起塑性延伸，无起
皮或剥落现象发生,可见附着多么牢固，膜层均匀，致密。

2.绕镀能力强
离子镀时，蒸发料粒子是以带电离子的形式在电场中沿着电力线方向运动，因而
凡是有电场存在的部位，均能获得良好镀层，这比普通真空镀膜只能在直射方向上获
得镀层优越得多。

因此，这种方法非常适合于镀复零件上的内孔、凹槽和窄缝。

等其
他方法难镀的部位。

用普通真空镀膜只能镀直射表面，蒸发料粒子尤如攀登云梯一样，只能顺梯而上；而离子镀则能均匀地绕镀到零件的背面和内孔中，带电离子则好比坐
上了直升飞机，能够沿着规定的航线飞抵其活动半径范围内的任何地方。

3.镀层质量好
离子镀的镀层组织致密、无针孔、无气泡、厚度均匀。

甚至棱面和凹槽都可均匀
镀复，不致形成金属瘤。

象螺纹一类的零件也能镀复，有高硬度、高耐磨性（低摩擦
系数）、很好的耐腐蚀性和化学稳定性等特点，膜层的寿命更长
；同时膜层能够大幅度提高工件的外观装饰性能
4.清洗过程简化
现有镀膜工艺，多数均要求事先对工件进行严格清洗，既复杂又费事。

然而，离子
镀工艺自身就有一种离子轰击清洗作用，并且这一作用还一直延续于整个镀膜过程。

清洗效果极好，能使镀层直接贴近基体，有效地增强了附着力，简化了大量的镀前清
洗工作。

5.可镀材料广泛
离子镀由于是利用高能离子轰击工件表面，使大量的电能在工件表面转换成热能，从而促进了表层组织的扩散作用和化学反应。

然而，整个工件，特别是工件心部并未
受到高温的影响。

因此这种镀膜工艺的应用范围较广，受到的
局限性则较小。

通常，各种金属、合金以及某些合成材料、绝缘材料、热敏材料和高
熔点材料等均可镀复。

即可在金属工件上镀非金属或金属，也可在非金属上镀金属或
非金属，甚至可镀塑料、橡胶、石英、陶瓷等。

6双色PVD技术的应用范围及优缺点
其应用范围是：
1）碳钢、合金钢、不锈钢及钛合金等金属材料；
2）金属材料的表面硬度至少需要在HV170以上。

其优点是：
与传统磁控溅射单色PVD技术相比，双色PVD工艺更为复杂，流程更为繁杂，生
产难度高，但外观效果极佳，两种颜色的表面硬度都在HV600以上。

传统磁控溅射单色PVD技术要在实现双色效果，采取的工艺措施是在整体PVD单色的基础上把需要实现另一种颜色的区域激光镭雕掉或者磨掉。

新加工出来的区域就只能表现金属的本色，表面硬度也就是金属本身的表面硬度---
HV200左右（而PVD后的表面硬度为HV600以上）。

其缺点是：
1）工艺比传统单色PVD的更为复杂，流程更为繁杂，生产难度高；
2）生产良率低，大约为65～70% （传统单色PVD的生产良率一般为85～90%； 3）价格会比传统单色PVD的高50～60%；
4）因工艺和流程的影响，双色PVD生产限制较多，受产品结构的影响较大，而传统单色PVD则几乎不受限制
7主要技术要求规范
1、在黑色、银色、金色、普通的玫瑰色等传统常规颜色之间进行双色PVD配对选择；
2、不允许在3D面上或者3D面之间进行双色PVD配对处理；
3、可以在2D平面结构上进行双色PVD设计；
4、就目前的技术条件而言，限于普通常规颜色，比如黑色、银色、金色、普通的玫瑰色。

在黑色、银色、金色、普通的玫瑰色等传统常规颜色之间进行双色PVD配对选择；。