這是整個涂層工藝的前期準備環(huán)節(jié),目的是確保基體表面清潔無污染,保障涂層與基體實現(xiàn)良好結合。主要包括以下幾個步驟:
(1)去污清洗:采用堿液或有機溶劑對基體進行除油、除銹、除蠟等清理,去除表面污染物。
(2)粗糙化處理:通過磨料噴丸、電解拋光等方式,對基體表面進行粗糙化處理,增大實際表面積,增強涂層與基體的結合力。
(3)真空離子清洗:將基體放入真空環(huán)境內(nèi),通過離子轟擊的方式去除基體表面殘留的氧化物、雜質(zhì)微粒等,進一步提高表面清潔度。
2.真空鍍膜
這是涂層制備的關鍵環(huán)節(jié),通常在真空室中利用物理氣相沉積(PVD)或化學氣相沉積(CVD)的原理制備出所需的涂層。
(1)PVD涂層工藝:常用的PVD方法包括磁控濺射、電子束蒸發(fā)、離子束淀積等。在真空環(huán)境下通過物理方式如離子轟擊、熱蒸發(fā)等將靶材沉積在基體表面。
(2)CVD涂層工藝:主要是指在基體表面通入反應氣體,利用等離子體、熱絲等激活源分解氣體,在基體表面形成所需化學涂層。
(3)多層復合涂層:根據(jù)應用需求,通常需在基體上沉積多種功能涂層,如金屬基層、過渡層、硬質(zhì)陶瓷層等,以獲得所需的綜合性能。
3.后續(xù)處理
鍍膜結束后,還需要對涂層樣品進行一些后續(xù)處理,優(yōu)化涂層的各項性能指標。主要包括以下步驟:
(1)退火處理:通過高溫退火可以改善涂層的結晶度、致密度和內(nèi)應力狀態(tài),從而提升硬度、韌性、抗氧化性等。
(2)離子注入處理:通過離子注入,可在涂層內(nèi)部引入特定元素,如注入氮、碳等元素可進一步提高涂層的硬度。
(3)表面處理:為改善涂層抗蝕性、降低摩擦等,常需在涂層表面進行一些處理,如離子氮化、離子氧化等。
(4)檢測分析:通過X射線衍射、拉曼光譜、顯微組織等檢測手段,對涂層組成、結構、性能進行全面評估。