较为成熟的 PVD 方法主要有多弧镀与磁控溅射镀两种方式。多弧镀设备结构简单,容易操作。与真发镀膜相比,溅射镀膜适用于所有(包括高熔点)材料,具有附着力强、成分可控、易于规模化生产等优点。它的离子蒸发源靠电焊机电源供电即可工作,其引弧的过程也与电焊类似,具体地说,在一定工艺气压下,引弧针与蒸发离子源短暂接触,断开,使气体放电。由于多弧镀的成因主要是借助于不断移动的弧斑,在蒸发源表面上连续形成熔池,使金属蒸发后,沉积在基体上而得到薄膜层的,与磁控溅射相比,它不但有靶材利用率高,更具有金属离子离化率高,薄膜与基体之间结合力强的优点。
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。金属表面处理PVD镀钛特点:增寿、增硬、增值,并以其硬高度、高耐磨、强抗腐蚀性、抗高温、抗黏着性等***的使用性能广泛应用于模具工业中。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。
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。增强型磁控阴极弧:阴极弧技术是在真空条件下,通过低电压和高电流将靶材离化成离子状态,从而完成薄膜材料的沉积。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。
与不同的气体发应形成一种薄膜涂层。今天所使用的大多数PVD方法是电弧和溅射沉积涂层。这两种过程需要在高度真空条件下进行。Ionbond 阴极电弧PVD涂层技术在20世纪70年代后期由前苏联发明,如今,绝大多数的刀模具涂层使用电弧沉积技术。
工艺温度:典型的PVD涂层加工温度在250℃— 450℃之间,但在有些情况下依据应用领域和涂层的质量,PVD涂层温度可低于70℃或高于600℃进行涂层。