อุปกรณ์เคลือบแบบ Duplex E-MAX+

ในการผลิตโลหะที่มีความเครียดสูง การตอกหนัก และการกลึงขั้นสูง เครื่องเคลือบผิวแบบทั่วไปมักล้มเหลวภายใต้ภาระสุดขั้ว ในขณะที่ฟิล์มแข็ง Physical Vapor Deposition (PVD) แบบดั้งเดิมให้ความแข็งของผิวที่ยอดเยี่ยม แต่พวกมันมีจุดอ่อนที่สำคัญที่เรียกว่า "Eggshell Effect" (เอฟเฟกต์เปลือกไข่) เมื่อเคลือบ PVD ที่แข็งมากแต่บางถูกสะสมโดยตรงบนพื้นฐานเหล็กที่อ่อนกว่า แรงท้องถิ่นหนักจะทำให้โลหะฐานด้านล่างผิดรูป ซึ่งทำให้เคลือบด้านบนแตก ชิด และปะลอกออกเหมือนน้ำแข็งบางเหนือโคลน ทำให้เครื่องมือไร้ประโยชน์

เพื่อขจัดจุดล้มเหลวหลักนี้ Jiangsu 聚创 Automation Technology Co., Ltd. (เจียงซู จูจวาง ออโตเมชัน เทคโนโลยี จำกัด) ได้ออกแบบ E-MAX+ Integrated Duplex Composite Coating Equipment (อุปกรณ์เคลือบคอมโพสิตดัพลิกซ์แบบบูรณาการ E-MAX+) ระบบธงประธานนี้เป็นการก้าวกระโดดข้ามขั้นใหญ่ในวิศวกรรมผิวสุญญากาศ โดยบูรณาการไนไตรด์พลาสมาเป็นพัลส์ความถี่สูงและการสะสม PVD/PACVD ที่มีประสิทธิภาพสูงเข้าสู่วงจรกระบวนการเดียว ที่ต่อเนื่องและในสถานที่

1. ยุทธศาสตร์ประสานงาน: "ไนไตรด์ก่อน แล้วค่อยเคลือบ"

ระบบ E-MAX+ ใช้กลไกดัพลิกซ์ "1 + 1 > 2" ที่มีนวัตกรรมเพื่อแก้ปัญหาการรวมตัวของความเครียดที่พื้นผิวต่อฟิล์ม ระบบหลีกเลี่ยงการล้มเหลวของเคลือบชั้นเดียวทั่วไปอย่างสมบูรณ์โดยการสร้างโครงสร้างการสนับสนุนแบบเกรเดียนต์:

1. เฟส 1: การปรับแต่งพื้นฐาน (ไนไตรด์พลาสมาเป็นพัลส์): ระบบจัดการชิ้นงานเหล็กโดยใช้ไนไตรด์พลาสมาเป็นพัลส์ความถี่สูง E-MAX กระบวนการนี้จะทำให้อะตอมไนโตรเจนอktivแพร่กระจายลึกเข้าไปในเมทริกซ์เหล็ก สร้างโซนการเปลี่ยนผ่านแบบเกรเดียนต์ที่ทนทานด้วยความแข็งของผิวประมาณ 900 HV

2. เฟส 2: การสะสมในสถานที่ (เคลือบ PVD/PACVD): ทันทีหลังไนไตรด์ ระบบจะชั้นเคลือบ PVD ที่หนาแน่นและแข็งมาก (เช่น E-PAC หรือ E-ACT) บนผิวที่ปรับแต่งแล้ว ซึ่งความแข็งถึง 2000 ถึง 3500 HV

โดยการสร้าง "รากฐาน" ที่แข็งแรงและสามารถรับภาระได้ภายในเหล็กก่อนสร้าง "ป้อมปราการ" ที่แข็งมากบนด้านบน ระบบ E-MAX+ รับรองว่าโลหะฐานจะให้การสนับสนุนแข็งแรงเพื่อป้องกันการแตกของฟิล์มบางภายใต้ผลกระทบอุตสาหกรรมหนัก

2. การวิเคราะห์โครงสร้างไมโครของชั้นแซนด์วิช E-MAX+

ประสิทธิภาพที่โดดเด่นของเคลือบคอมโพสิต E-MAX+ อยู่ในโครงสร้างโลหะวิทยาที่เปลี่ยนผ่านอย่างราบรื่น ปรั๊บปิดปกที่ได้ถูกแบ่งออกเป็นสามโซนที่แตกต่างกันและบูรณาการสูง:

• ชั้นผิวด้านนอก (เคลือบ PVD ที่แข็งมาก): มีความหนา 2 ถึง 10 ไมโครเมตร (um) และความแข็งของผิวในช่วง 2000 ถึง 3500 HV ฟิล์มนี้หนาแน่นและเรียบมาก ให้ผิวเรียบราบเหมือนแก้ว ความต้านทานการสึกหรอสูงและสัมประสิทธิ์ความเสียดทานต่ำมาก

• ชั้นการเปลี่ยนผ่านกลาง (ชั้นแพร่กระจายไนไตรด์): สามารถถึงความลึก 80 ถึง 150 ไมโครเมตร (um) ขึ้นอยู่กับสังเคราะห์เหล็ก ความแข็งของโซนนี้เปลี่ยนผ่านอย่างราบรื่นจาก 900 HV ลงไปถึงความแข็งตามธรรมชาติของเหล็กฐาน (โดยปกติประมาณ 550 HV) การวางโครงสร้างเกรเดียนต์แบบนี้ขจัดความเครียดที่ขอบเขตกะทันหันซึ่งมักทำให้ฟิล์มปะลอกออก

• ชั้นฐาน (พื้นฐานชิ้นงานดั้งเดิม): รักษาความทนทานสูงและความยืดหยุ่นทางกลศาสตร์โดยรวม ซึ่งทำหน้าที่เป็นการสนับสนุนโครงสร้างสำหรับระบบทั้งหมด

ประโยชน์หลักของการวางโครงสร้างหลายชั้นนี้คือการเพิ่มขนาดใหญ่ในความสามารถรับภาระของโครงสร้าง กรอบไนไตรด์ที่แข็งดูดซับความเครียดอัดหนัก ป้องกันไม่ให้ชิ้นงานบุ๋ม ในขณะที่ชั้น PVD ด้านนอกป้องกันการสึกหรอขนาดเล็ก นอกจากนี้ ความเครียดอัดที่นำเข้ามาในระหว่างไนไตรด์จะต่อต้านภาระตึงแบบวัฏจักร เพิ่มความต้านทานความเหน็ดเหนื่อยอย่างมากในขณะที่ป้องกันการแตกขนาดเล็กและการติดของวัสดุ

3. พاورเป็นพัลส์ความถี่สูง: เหตุผลที่ E-MAX+ นำหน้าตลาด

วิศวกรรมทางกายภาพเบื้องหลังระบบ E-MAX+ ตั้งมาตรฐานใหม่สำหรับการบำรุงรักษาผิวสมัยใหม่ ค่ากำหนดพاورเป็นพัลส์ความถี่สูงของเราเก่งกว่าวิธีการดั้งเดิมในทุกตัวชี้วัดประสิทธิภาพ:

• E-MAX+ (การบูรณาการดัพลิกซ์เป็นพัลส์): ทั้งขั้นตอนไนไตรด์และ PVD ใช้เครื่องกำเนิดพاورเป็นพัลส์ความถี่สูงเฉพาะสิทธิ์ แหล่งพลังงานที่มีพลังสูงนี้ส่งอัตราการไอออนของก๊าซที่สูง异常 ครอบคลุมพลาสมาลึกภายในรูปทรงซับซ้อน และการทำความสะอาดที่เหนือกว่า ผลลัพธ์คือความหนาแน่นของฟิล์ที่ไม่มีใครเทียบ ความหนาuniform และผิวเรียบเหมือนกระจก

• ระบบดัพลิกซ์แบบดั้งเดิม: ขึ้นอยู่กับแหล่งจ่าย DC มาตรฐานที่มีประสิทธิภาพต่ำ ระบบเก่าเหล่านี้มีอัตราการไอออนต่ำ รอบการประมวลผลยาว และมีแนวโน้มสูงต่อข้อบกพร่องการปล่อยอาร์ก (การไหม้จาก electric arc) บนขอบแม่พิมพ์ที่ละเอียดอ่อน ที่นำไปสู่การยึดเกาะของเคลือบที่อ่อนแอ

• การบำรุงรักษาแพร่กระจาย TD (Thermal Diffusion): ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาแซลต์แบธที่อุณหภูมิสูงอย่างสมบูรณ์ กระบวนการ TD ไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ปล่อยของเสียอันตราย ทำลายความขรุขระของผิว และสามารถทำซ้ำบนชิ้นงานได้เพียง 2 ถึง 3 ครั้งก่อนที่เหล็กฐานจะได้รับความเสียหายทางโครงสร้างจากความร้อน

4. การประมวลผลคอมโพสิตในสถานที่: ขจัดการปนเปื้อนจากอากาศ

ข้อได้เปรียบทางวิศวกรรมที่สำคัญของอุปกรณ์ E-MAX+ คือ ความสามารถในการดำเนินการต่อเนื่องในสถานที่

ในการเคลือบดัพลิกซ์แบบดั้งเดิม ชิ้นงานต้องไนไตรด์ในเตา รับความเย็น ออกจากเครื่อง ล้างเพื่อเอาอะไรที่เหลือออก แล้วใส่เข้าเครื่อง PVD แยกต่างหาก ในระหว่างการขนส่งเหล็กที่เพิ่งไนไตรด์จะถูกสัมผัสกับออกซิเจนในอากาศ ความชื้น และฝุ่นขนาดเล็ก ทำให้เกิดฟิล์มออกไซด์พาสซีฟบางที่ทำให้การยึดเกาะของชั้น PVD ต่อไปอ่อนแออย่างรุนแรง

ระบบ E-MAX+ ดำเนินการทั้งไนไตรด์และเคลือบ PVD ใน วงจรสุญญากาศต่อเนื่องเดียวภายในช่องเดียวกัน เมื่อปั๊มสุญญากาศสูญเสียอากาศในช่อง ชิ้นงานจะไม่ถูกสัมผัสกับอากาศจนกระทั่งกระบวนการคอมโพสิตทั้งหมดเสร็จสิ้น งานไฟร์โฟลว์ในสถานที่นี้รับรองว่าฟิล์ม PVD จะจับติดกับโซนไนไตรด์ด้านล่างในระดับอะตอม ให้พันธะยึดเกาะที่แข็งแรงที่สุดที่เป็นไปได้ในวิทยาวัสดุสมัยใหม่

5. ข้อมูลจำเพาะและเมทริกซ์การกำหนดค่าของอุปกรณ์

พื้นที่กราฟิกของเครื่อง E-MAX+ ซึ่งแสดงในโปรไฟล์เลย์เอาต์ระบบใน image_ffe59f.png ถูกสร้างขึ้นสำหรับการผลิตอุตสาหกรรมหนัก มันบูรณาการตัวควบคุมการไหลมวลที่มีความแม่นยำสูง ระบบฮอยส์ช่องอัตโนมัติ และซอฟต์แวร์ DLV-Control ที่ขั้นสูงของ Juchuang:

6. ภาค