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真空蒸鍍工藝及應用

 

       真空蒸鍍工藝及應用分別介紹蒸鍍工藝真空蒸鍍工藝概括為鍍前處理;鍍膜及後處理3部分,真空蒸鍍廣泛用於鍍製各種金屬、合金和化合物薄膜,應用於光學、電子、輕工和裝飾等工業領域。

真空蒸鍍工藝:真空蒸鍍工藝概括為鍍前處理;鍍膜及後處理3部分。

不同的工件、不同的膜層、不同的用途,這3部分有較大的差別;即使是同一種工件,因使用的設備和條件不同、操作人員不同,這3部分也會有所差別,盡管如此,基本工藝是相同的。

 

真空蒸鍍的基本工藝流程如圖1所示。

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①鍍前處理,鍍前處理工序包括鍍件清洗和預處理。

a.鍍件清洗.鍍件表麵的清潔程度對鍍膜質量有很大影響,因此,鍍膜前必須對鍍件進行認真清洗,鍍件的清洗應根據鍍件材質的不同采用相應的清洗方法,具體方法有:清洗劑清洗、化學溶劑清洗、超聲波清洗和離子轟擊清洗等,圖2為基本的清洗工藝流程。

b.鍍件預處理.在裝飾性和某些真空蒸鍍技術中,鍍件需要進行預處理。

除靜電:絕緣材料製成的鍍件(如塑料),往往帶有靜電,在鍍膜或塗底漆前必須去除靜電.常用的方法是用高壓電暈放電除靜電裝置消除靜電,在放電針與接地極之間施加一定的高壓產生電暈放電,使氣體電離,產生大量的離子和電子,它們分別被鍍件所帶相反極性的靜電吸引,經中和後使鍍件失去靜電。

塗底漆:一般鍍件的表麵不平度為0.5μm左右,而裝飾性真空蒸鍍的膜層厚度為0.1μm左右,因此,鍍膜不能填補鍍件的坑凹不平,鍍膜後鍍件表麵不光亮,裝飾效果很差,為了降低表麵粗糙度, ,在鍍件表麵塗710μm的特製底漆,提高鍍件的鍍膜質量,常用的塗料有醇酸樹脂塗料、紫外光固化塗料、丙烯酸酯塗料、環氧樹脂塗料和聚氨酯塗料,在這些塗料中,紫外光固化塗料是最具特點的塗料,它在室溫即可靠(2.54.5)×10<SUP>-7</SUP>m的紫外光線的照射而固化;固化速度快,固化時間以分秒計,表麵粗糙度低,真空性能好,在真空蒸鍍中應用越來越多。

②裝件.裝件工序包括真空清理和鍍件夾具的清洗,蒸發源安裝及鍍件裝卡。

a.真空室清理與鍍件夾具的清洗.真空室在裝件前應認真清理,一般是用吸塵器徹底吸除粉塵,當真空室受到汙染時定期用無水乙醇或丙酮擦洗。新夾具應根據材質的不同選擇不同的清洗方法進行清洗,常用夾具應定期清洗。

b.蒸發源的安裝,電阻蒸發源安裝時應帶脫脂手套,使用的工具也應事先清洗幹淨.要注意使蒸發源與電極有良好的電接觸,還要裝裝好蒸發材料。

c.鍍件裝卡,鍍件裝卡應使用幹淨的工具,而絕對不允許用手拿,鍍件夾具和大鍍件需要用手拿時,應帶脫脂手套,帶手套時最不當的操作是,既用帶手套的手拿幹淨的鍍件,又用帶手套的手去握拿不幹淨的工具手柄.鍍件裝卡應當牢固。

③抽真空.擴散泵未加熱第一次抽真空時,首先打開冷卻水閥,關閉管道閥,啟動機械泵,打開真空室預抽閥,將真空室抽至6.7Pa以上的真空度,關閉預抽至6.7Pa以上的真空度;關閉預抽閥,打開管道閥,將擴散泵前級的真空度抽至6.7 Pa,接通擴散泵加熱電源,維持擴散泵加熱至所需時間(擴散泵預熱時間),打開高閥,用擴散泵將真空室抽至基礎真空度(本底真空度)。

④烘烤.接通烘烤加熱電源,同時開啟轉動機構電源,將鍍件烘烤加熱至所需的溫度.注意非金屬鍍件的烘烤溫度應低於材料軟化溫度2040℃。

⑤離子轟擊.非導電裝飾件離子轟擊工序在烘烤之前進行,不用氬氣;隻是控製真空室真空度在1010<SUP>-1</SUP>Pa,卜離子轟擊電,極施加15kV負高壓,離子轟擊時間為530min

金屬導電鍍件離子轟擊時,用針閥向真空室通人氬氣,調整真空度為6.7Pa,鍍件接13kV負高壓,用氬離子轟擊工件1530min.離子轟擊的時間,在真空度和轟擊電壓不變的情況下,可根據從開始轟擊到轟擊電流逐漸減小到基本恒定所需的時問來確定,離子轟擊完成後,關閉轟擊電源,關閉氬氣針閥,使真空室抽至高真空。

⑥預熔.預熔的目的是去除蒸發材料吸附的氣體和低熔點雜質.預熔真空度通常為鍍膜機的工作真空度,接通蒸發源電源調整電流使蒸發材料熔化,並除氣12min

⑦蒸發沉積,材料不同,蒸發要求也不同,應根據蒸發要求,調整蒸發電流至穩定蒸發,打開擋板開始沉積,沉積時間結束後立即關閉擋板,關斷蒸發源電源、轉動電源和烘烤電源,蒸發沉積若需在較低真空度沉積時,,可在沉積前通入氬氣至所需真空度,沉積結束後,關閉氬氣針閥。

⑧冷卻.根據需要使鍍件在真空條件下冷卻到一定溫度。

⑨取件.關閉高真空閥門,打開真空室充氣閥,待真空室達大氣壓時,打開真空室,取出鍍件夾具,取下鍍件.若繼續工作,則裝好鍍件,重複上述操作.若不繼續工作,則取下工件後,關閉真空室,關閉管道閥,打開預抽閥,將真空室抽至6.7Pa,關閉預抽閥,關閉擴散泵加熱電源,關閉機械泵,到擴散冷卻時間後,關閉冷卻水。

⑩後處理,裝飾性真空蒸鍍膜層很薄,強度不高,必須塗麵塗層.麵塗層可以是單層,也可以在麵塗層上再塗彩色或硬塗層、塗料與底漆相同。

(2)<STRONG>真空蒸鍍的應用</STRONG> 真空蒸鍍廣泛用於鍍製各種金屬、合金和化合物薄膜,應用於光學、電子、輕工和裝飾等工業領域。

①真空蒸鍍鋁膜製鏡,真空蒸鍍鋁膜製鏡比傳統的化學方法鍍製銀鏡有許多優點,它可以節省大量的貴金屬白銀,每平方米鏡片可節省白銀7g左右,鋁鏡的反射率與銀鏡差不多,但它比銀鏡抗蝕性能好,影像清晰,耐用,產品質量好,真空蒸鍍鋁膜工藝簡單,質量容易控製,沒有環境汙染,成本低廉。

真空鍍鋁製鏡工藝,通常采用鎢絲蒸發源,鎢絲長期加熱晶粒長大變脆,被鋁侵蝕變細,極易損壞.因此,鍍膜工藝中鋁料的用量、蒸發源加熱的溫度(加熱電流)需要嚴格控製,以延長鎢絲壽命,這是此工藝中應注意的問題。

②塑料製品金屬化.塑料製品旋鈕、手柄、框架、化妝品容器、燈飾、工藝品等的表麵,用真空蒸鍍技術,鍍製一層金屬薄膜的塑料金屬化技術,已經實用化並得到廣泛的應用。

塑料金屬化最常用的鍍膜材料是鋁、鎳、鉻等,其中鋁價格低廉,金屬反光性好,而且可以著色成多種顏色,使用得最多。

塑料金屬化工藝通常在鍍膜前處理中需要塗底漆,鍍後處理需要塗麵漆以保護鍍膜。

③塑料膜的金屬化處理.在聚酯塑料或聚丙烯塑料膜上蒸鍍鋁膜等,用於裝飾膜、壓光膜、電容器膜、包裝膜等,早已得到廣泛的應用,

塑料膜的金屬化處理通常使用半連續卷繞鍍膜機,目前國外鍍膜機卷繞速度可達200400m/min,幅寬12m,卷長600030000m.國產設備尚有一定差距。

塑料膜的基片材料有聚酯、聚氯乙烯、尼龍6、聚碳酸酯、乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、玻璃紙、苯乙烯等。

塑料膜的金屬化處理用於裝飾膜的典型應用是製作金銀絲,基片最常用的是聚酯膜,鍍膜材料多用鋁,在高級裝飾的應用中也使用金、銀,在聚酯基片上鍍鋁並在表麵塗透明保護膜,再經切絲就可以製成單層結構的銀絲。若在膜層或膜片上染上透明油熔性染料,就可以做成金色或其他顏色的絲,把兩張鍍鋁的聚酯膜片的鋁膜層黏合在一起就構成雙層結構的金、銀絲。

金銀絲用於製造布料、台布、手工藝品、簾布麵料等裝飾用材料。

塑料膜的金屬化處理還用於壓光膜,它用於塑料製品、紙、人造革等表麵熱壓印上,可以得到具有金屬光澤的圖案,鍍膜材料主要是鋁,要求耐蝕性高時則用鎳或鉻,壓光膜的底層塗料要求使用脫膜的石蠟類材料,然後再塗覆透明樹脂層,鍍膜的表層塗料應采用適用性廣的感熱性黏接劑,以便熱壓時適用多種材料表麵的熱壓印。熱壓印應用麵很廣,圖書;煙盒、標簽、產品的裝飾圖案等均可采用。

塑料膜金屬化處理後還可用於包裝膜,具有防潮、防氧化變質、遮光、保香以及裝飾效果。

電介質薄膜材料鍍金屬膜後可以製造電容器,金屬膜層電容器製造工序簡單,局部擊穿後有自恢複功能,得到了廣泛的應用。常用的鍍膜材料為鋅、鋁,鋅與基片材料附著性能較差,一般添加少量的銀、錫、銅等可提高附著性能。

真空蒸鍍的應用,除上述幾個方麵外,還廣泛應用光學、電子、半導體、自動化、太陽能利用等眾多的科技和工業領域。

 

 

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