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必須在真空環境操作,離子鍍是“黑科技”?

由 申屠仲舒 發佈於 科技

在科技發展日新月異的今天,任何行業都需要不斷的科技創新,這既是為了改善產品工藝質量,也是為了能為顧客提供最優質的產品。

在產品鍍膜工藝中也是如此,目前雖然有很多成熟的鍍膜工藝,在不斷應用的過程中,成本和質量也都能夠得到控制,並且這些鍍膜工藝在各個行業中發揮着非常重要的作用。

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但是,在一些特殊的行業和產品中,現在已有的鍍膜工藝已經不能夠滿足對其的需求,這就需要研發新的鍍膜工藝技術,離子鍍就是一種近幾十年發展起來的一種新鍍膜技術。

離子鍍

離子鍍是一種在真空環境中,利用高壓氣體放電將鍍料蒸發後離子化,沉積在產品表面形成一層鍍膜的工藝。

離子鍍工藝出現於上世紀70年代,是一種新型的真空鍍膜工藝,離子鍍目的也是為了在產品表面鍍上一層防腐蝕層,以防止產品生鏽。

離子鍍技術雖然出現的時間短,但應用卻很廣泛,可以用於日常用品,工藝品,航天航空以及光學器件等工業領域。

離子鍍的特點

用離子鍍工藝後的產品鍍層質量非常好,離子鍍的鍍層組織緻密,並且不會出現針孔,氣泡等常規鍍層所出現的這些問題,產品表面鍍層厚薄均勻,甚至可以在有凹槽或者菱角的不規則產品表面離子鍍膜

離子鍍工藝還可以起到對產品修復的作用,一些產品表面出現的裂紋以及麻點等細小缺陷,通過離子鍍後,能夠有效的改善產品表面質量,並且還能提高產品的物理和機械性能。

離子鍍時,蒸發物質都會在真空電場環境中以電力線方向運動,所以只要有電場存在,產品的每個部位就都能獲得良好的鍍層,而這與其它鍍膜工藝只能通過直射方式才能獲得鍍層要更有優勢。

所以,這就讓那些需要在孔內,凹槽或者是縫隙等,傳統上難鍍的部位也能夠高質量的鍍膜,以此也能提高整個產品的質量。

我們知道很多傳統鍍膜工藝,在鍍膜前都需要對產品進行多次的表面清洗除油,才能獲得高質量的鍍膜層,這些鍍前工序費時費力還不環保。

離子鍍工藝是通過轟擊實現鍍膜的,而這種轟擊就具有清洗功能,並且這種轟擊清洗功能會持續整個鍍膜過程,所以,離子鍍不再需要前期對產品進行清洗工序,還能有效提高鍍膜層的附着力。

在整個離子鍍過程中,需要鍍膜的產品並不會受到高温的影響,這就讓離子鍍的應用範圍變得非常廣泛,很多材料都可以使用這種工藝,例如説各種金屬,合金材料外,還可以對塑料,橡膠,陶瓷以及大理石等材料進行離子鍍。

離子鍍原理

離子鍍是在一個真空的鍍膜容器內,將產品固定在容器內,利用氣體放電使鍍料蒸發離子化,氣體離子或鍍料離子帶的是高壓正電荷,在帶有負電荷產品吸引下,將蒸發物或其它反應物鍍在產品上。

要讓鍍料蒸發離子化,所使用的是惰性氣體,一般是輝光或者弧光。

在真空環境中,蒸發的鍍膜材料在經過輝光時,一小部分發生電離,並在電場的作用下高速飛向產品表面形成堆積,速度快就會讓鍍料射入到產品基體約幾納米的深度,從而大大提高了塗層的結合力。

而未經電離的蒸發鍍料會直接在工件上沉積成膜,惰性氣體離子與鍍膜材料離子在工件表面上還會發生的濺射,這種反應可以清除工件表面的污染物,從而改善結合力。

離子鍍的應用

通過離子鍍這種獨特的沉積工藝,可以得到緻密和牢固的鍍層,從而顯著提高產品的防腐蝕性能。

所以離子鍍的使用越來越廣,有在普通環境下使用的如玻璃杯,手錶帶以及手機殼等;也有在高鹽強腐蝕的環境下使用的,如各種海面艦艇,水上飛機以及航空航天飛機等零部件。

隨着科學技術的發展,對一些高性能材料的使用越來越多,還是採用普通的工藝並不能滿足防腐蝕的需要,而離子鍍就可以用於很多新材料或者合金材料鍍膜,如鈦合金,鉻,鈦,鉭以及不鏽鋼等。

在航空航天技術中,各個零部件連接之間需要潤滑,以保證零部件能夠正常的工作,傳統的方法是用潤滑劑,但是潤滑劑不耐高温以及要定期添加的缺點,這就需要尋找潤滑劑的替代品。

通過實驗發現,離子鍍所具有的附着力強,鍍層均勻的優點,正好是潤滑劑的完美替代品,通過再加入一些耐高温潤滑材料,經過離子鍍到產品上就能起到潤滑的作用。

還有可以利用離子鍍工藝,將耐高温材料鍍在例如航空發動機零部件上,也能很好的起到對基體材料保護的作用,還能提高零部件在高温環境下工作壽命。

所以説,離子鍍不但是在普通行業中廣泛應用,在航空航天,軍工等高科技行業中也有巨大的應用潛力。

離子鍍工藝作為一項新技術,所具有的諸多優點,讓其能夠在很多的關鍵領域發揮越來越重要作用,必將會在更多的行業中得到應用和推廣。

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【來源:數字化企業】

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