镀膜

PVD镀膜工艺

PVD镀膜工艺

1.装饰件材料(底材)

（1)金属。不锈钢、钢基合金、锌基合金等。

（2）玻璃、陶瓷。

(3)塑料。abs、pvc、pc、sheet、尼龙、水晶等。

（4)柔性材料。涤纶膜、pc、纸张、布、泡沫塑料、钢带等。

2.装饰膜种类

（1)金属基材装饰膜层：tin、zrn、tic、crnx、ticn、crcn、ti02、al等。

(2）玻璃、陶瓷装饰膜层：tio2、cr2o3、mgf2、zns等。

(3）塑料基材装饰膜层：ai、cu、ni、si02、ti02、ito、mgf2.

（4）柔性材料装饰膜层：al、lto、ti02、zns等。

3.部分金属基材装饰膜颜色

金属基材装饰膜的种类和色调很多。表1为部分金属基材装饰膜的种类及颜

色。

表1部分金属基材装饰膜的种类及颜色膜层种类

色调

tinx

浅黄、金黄、棕黄、黑色

tic

浅灰色、深灰色

ticxny

赤金黄色、玫瑰金色、棕色、紫色

tin+au

金色

zrn

金黄色

zrcxny

金色、银色

tio2

紫青蓝、绿、黄、橙红色

crnx

银白色

tixal—nx

金黄色、棕色、黑色

tixzral-nx

金黄色

3.装饰膜的镀制工艺

一．金属件装饰膜镀制工艺

比较成熟的镀膜技术有电弧离子镀、磁控溅射离子镀和复合离子镀。下面分

别从各类镀膜技术中选取一种具有代表性的典型镀制工艺进行介绍.

1)用电弧hit现在分词 离子镀的方法为黄铜电镀亮铬或镍手表壳镀制ticn膜。

采用小弧源镀膜机和脉冲偏压电源；

(1)工件清洗、上架、入炉

工件在入炉之前要经过超声波清洗、酸洗和漂洗三道工序.

首先是在超声波清洗槽中放入按使用要求配制的金属清洗剂,利用超声波进

行脱脂、清洗。清洗之后，进行酸洗，它可以中和超声波清洗时残余的碱液，还

能起到活化处理的作用。然后进行漂洗以彻底除去酸液，漂洗时必须采用去离子

纯净水或蒸馏水。经过三洗后，即时进行烘干，温度一般控制在100℃左夹景 右，时

间为1h左右。也可以风吹干后马上人炉。

(2）镀膜前的准备工作

①清洁真空镀膜室.用吸尘器将真空镀膜室清洁一遍。当经过多次镀膜时，

真空镀膜室的内衬板还需作定期清洗，一般是半个月清洗一次。

②检查电弧蒸发源。工作前，要确保电弧蒸发源发源安装正确，绝缘良好,

引弧针控制灵活，程合适，恰好能触及阴极表面.

③检查工件架的绝缘情况。工件架与地之间的绝缘必须须良好，负偏压电源

与工件架的接触点点必须接触良好.

以上几项工作确保没有问题后,才可以关闭真空镀膜室的门，进行抽气和镀

膜。

（3）抽真空

真空抽至6。6x10—3pa.开始是粗抽,从大气抽至5pa左右，用油扩散泵进

行细抽.在粗抽时，可以烘烤加热至150℃。伴随镀膜室温度的升高,器壁放气会

使真空度降低，然后又回升，等到温度回升到6.6x10—3pa时方可进行镀膜工

作。

(4)轰击清洗

①氩离子轰击清洗

真空度：通人高纯度氩气（99.999％)真空度保持在2~3pa。轰击电压：800～

1000v。轰击时间：10min.

此刻在真空镀膜室内发生辉光放电，放电产生的氩离子以较高的能量撞击工

件表面,将工件表面吸附的气体、杂质和工件表面层原子溅射下来，露出材料的

新鲜表面。

②钛轰击

真空度:通人高纯度氩气使真空度保持在2x10—2pa。脉冲偏压:400~500v，

占空比20%。电弧电流:60～80a，轮换引燃电弧蒸发源，每个电弧蒸发源引燃1～

2min。

(5）镀膜

①镀钛

真空度：通人高纯度氩气,真空度保持在2x10—2pa。脉冲偏压:200~300v，

占空比50％。电弧电流：60～80a，引燃全部弧源,时间2～3min.

②镀ticn

真空度：通人高纯度氮气使真空度保持在（3～8)x10-1pa，然后再逐渐加

大c2h2气体，随着c2h2气体量增大,色泽由金黄一赤金黄一玫瑰金一黑色变化。

控制n2与c2h2两种气体的比例可以达到预定的色度。

电弧电流：50～70a。脉冲偏压：100～150v，占空比60%~80%。沉积温

度:200℃左右。镀膜时间：10～20min，膜层厚度0.2~0.5m。

(6）冷却

镀膜工序结束后，首先关闭电弧电源和偏压电源,然后关闭气源、停转架。

工件在真空镀膜室内冷却至80～100℃时，向镀膜室内充大气，取出工件。

2）用磁控溅射离子镀技术为黄铜电镀亮铬的卫生洁具镀制zrn膜.采用基材

为锆的非平衡磁控溅射靶和中频电源，以及脉冲偏压电源。

（1）抽真空

5x10-3~6.6x10—13pa本底真空。加热温度应在真空室器壁放气后又回

升到100～150℃.

2)轰击清洗

真空度：通人氩气真空度保持在2~3pa.轰击电压:800～1000v，脉冲占空比

20%。轰击时间：10min.

（3)镀膜

①沉积锆底层

真空度：通入氩气，真空度保持在sxlo-1pa。靶电压：400-550v,靶功率

15n30w/crrr2。脉冲偏压：450~500v，占空比20％。镀膜时间：5～10min。

②镀zrn膜

真空度：通入氮气,真空度保持在(3～5)x10—1pa。靶电压：400~550v,靶

电流随靶的面积增大而加大。脉冲偏压:150～200v，占空比80％.镀膜时间:20～

30min。

由于磁控溅射技术中金属离化率低,不容易进行反应沉积，获得化合物膜层

的工艺范围比较窄。可采用气体离子源将反应气体离化，扩大反应沉积的工艺范

围。也可以采用柱状弧源产生的弧等离子体作为离化源,柱状弧源还是辅助镀膜

源。

（4)冷却

镀膜结束后，首先关闭磁控溅射靶电源、偏压电源，然后关闭气源、停转架。

工伫件在真空镀膜室中冷却到100℃时,向镀膜室充大气，取出工件。

3)用复合涂层离子镀方法为黄铜电镀亮镍的手表壳镀制tin十au+si02膜。

采用电弧、磁控溅射、中频或射频溅射离子镀多功能镀膜机，在真空镀膜室

壁上安装6个小平面弧源钛靶镀tin,中心安装柱状磁控溅射黄金靶镀金,壁上安装

2个矩形平面磁控溅射si02靶或si靶镀si02。采用直流偏压电源。

（1)工件清洗、上架、入炉.方法同前。

(2)抽真空：本底真空最好达到6.6x10-3pa，烘烤加热温度为150℃左右。

（3)轰击清洗。方法同前，包括氩轰击和钛轰击两种方法。

(4）镀膜

①沉积钛底层

真空度：通入高纯氩气,真空度保持在5x10—2pa.电弧电流：50～70a,引

燃全部弧源，时间为2~3min。偏压:400～500v.

②沉积tin膜

真空度:通入高纯氮气,真空度保持在sxlo-1pa.偏压：100~200vo电弧电流：

60～80a。沉积时间：10～20min，膜层厚度0。1～0.5m。

③掺金镀

真空度：通入高纯氮气,真空度保持在5x10-2pa。偏压：100～150v。电弧

电流：60a（真空镀膜室上、中、下各点燃1个源）。磁控溅射金靶电压：400—500啤酒鸭配料 v，

电流3~5a；时间：1min.

④镀金

真空度：通入氩气，真空度保持在3x10—1pa.偏压：100~150v。溅射靶

电压:400～550v。时间:5-10min。

⑤沉积si02

真空度：通入高纯氩气，真空度8x10—2pa或5x10-1pa。中频（射频）

电源功率：200～500w.时间：10～20min。

4)冷却:首先关闭中频(或射频）电源，然后关气源，停转架。工件在真空室

内冷却到80-100℃时,向真空室充空气，取出工件。该工艺也叫掺金镀或ipg,最

后一层si02是透明的，是保持金膜的，它可以延长金膜的磨损时间，根据客户

的要求可有可无。

二．塑料件装饰膜的镀制工艺

采用pvd技术可在玻璃、陶瓷、塑料、水晶、木材、纸张等非金属工件上

镀制金属膜及氮化膜、氧化膜。此处重点介绍塑料制品装饰膜的镀制技术，塑料

制品镀金属膜的工艺也称塑料金属化。

为了填充塑料制品毛坯上的缺陷，提高表面光亮度和塑料与金属膜的结合

力，在镀膜之前需要上底漆。为保护膜层还需上面漆.底漆、面漆由溶剂、树脂、

助剂组成,按比例、顺序加入，混合搅拌。底漆、面漆一般采用溶剂型涂料，近

几年出现了紫外线硬化涂料,它可以扩展塑料制品的应用领域.

塑料制品装饰膜的pvd技术有两种：真空蒸发镀和磁控溅射镀。真空蒸发

镀设备结构简单、操作简便并且生产效率高，是目前广泛采用的塑料件的镀膜技

术.

1)塑料制品装饰膜的真空蒸发镀工艺

一般塑料制品的真空蒸发镀膜机有卧式和立式双室（蚌形）两种。镀膜的工

艺流程是:清洗脱脂——上架——涂底漆一固化-—蒸发镀膜一涂面漆一固化

——下架一染色——检验.

下面具体介绍镀膜韩国头像 的流程。

（1)来料检验。

（2）干燥。待镀件来德的组词 料时含较多水分，需进行干燥处理3～5h，温度为50～

60℃。

3)上架。一般注塑时基本按真空镀膜要求生产，因此待镀件表面一般油污较

少，经过一般的擦拭就可上架，但是来料油污多时需进行去污处理。方法是用市

售洗洁剂逐件刷洗、漂洗、烘干。油污严重时还需用清洗剂在50～60℃，浸泡

15～20min进行脱脂处理.

（4）除尘。这道工序是保证镀膜质量的关键之一，方法有两种：一种是用

吸尘器对准上好架的待镀件仔细地除尘,能取得较理想的效果；另一种是用高压

气“吹尘”的方法，这种方法必须装有油水分离器,但在实际工作中这种方法并不是

很理想；还有一种方法是用静电除尘的方法，对质量要求较高时采用。

(5）涂底漆。涂底漆是保证镀膜质量的关键之二，涂底漆的目的是提高镀件

表面的光洁度和光亮度；提高膜层结合力。

（6）烘干.涂漆流平后需进行干固处理，方法有红外线加热法、电热加热法

及紫外线（uv）固化法等。固化温度为60～70℃，固化时间为1。5～2。5h。

(7)镀膜。镀膜是保证镀膜质量的关键。

镀膜前的准备工作：①钨丝的处理:一般采用0.75mm的3根绞合钨丝，用

金属清洗剂将钨丝浸泡20~30min，60~90℃进行脱脂之后,彻底地漂洗烘干备

用；②铝丝的处理：用纯度为99.9%～99。99％的铝丝或铝箔制成的蒸发舟进

行碱处理，将铝丝浸泡在10％～15%的naoh溶液中2~3min，进行水汝洗3—5

次，烘干2h备用。

镀膜操作:待镀件上架，并装上钨丝,然后入炉，检查接触是否良好，转动正

常，关真空室。抽真空：油扩散泵已预热1h；开机械泵，开粗抽阀、进行粗抽

3—5min;开罗茨泵，开真空计测量真空达2～2。5pa；关粗抽阀，开前置阀,开

高阀，进行细抽至(1～2)x10—2pa即可蒸镀。真空度越高,膜层质量越好。

蒸镀：预熔的目的是除去铝丝、钨丝上的残余气体。此时,从真空计上可以

看见真空度是下跌的，当真空由下跌转为上升，并回到本底真空时，可进行蒸发。

蒸铝：作为装饰膜蒸铝时的真空控制在（1～2)x10—2pa,蒸发采用快速蒸发可

减少氧化概率，又不会使膜层的组织结构变粗;因而，可减少散射损失，提高反

射率.

冷却充气：蒸铝以后，即可充气出炉。

（8)涂面漆。保护金属膜层,为着色工序做准备。

（9）着色。面漆彻底固化后可进行染色处理.根据客户要求,将不同颜色按

按一定的比例进行配制，常用的配制24k金可用黄粉、金粉和红粉；配制黑色

用黑粉、绿粉和蓝粉。为加强镀件的湿润性可加入1％的冰乙酸,变色温度控制

在60～70℃，不要超过80℃.

2)塑料件装饰膜的磁控溅射镀膜工艺:

塑料制品磁控溅射镀工艺流程及镀前、镀后处理与蒸发镀相同.

(1)前处理。工件去油污，烘干去水。

(2）上底漆.烘干固化，固化温度为60-花生英语 65℃。

(3）镀铝,也叫塑料表面金属化。采用柱状磁控溅射工艺镀铝。

（4）上面漆。

(5）着色——冷染或热染。