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镀膜工艺简介:物理气相沉积法(PVD)真空离子镀膜与传统电镀之差异4
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超锋科技股份有限公司 238 新北市新北市树林区东丰街49巷45号
不銹钢雷射打黑效果需求设备参数 雷射器类型:红外飞秒雷射(30W) 加工方式:振镜扫描系统(高速雷射加工) 雷射器输出功率:32W 实际加工功率:25W 焦点光斑大小:65 μm 在不銹钢吸管雷射打黑应用中,采用飞秒雷射打黑技术可实现高对比、无涂层的金属表面黑化效果。本加工使用红外飞秒雷射系统,搭配振镜扫描方式,大幅提升加工效率与稳定性。透过上述参数设定,飞秒雷射可在不銹钢表面形成稳定且均匀的黑化层,不仅提升产品质感,同时具备耐磨、耐腐蚀、不易褪色等优势,特别适合应用於不銹钢吸管、金属标记与高端客制化产品。 加工参数设定在金属表面处理领域中,飞秒雷射打黑加工已成为高端制程的关键技术。透过超短脉冲雷射作用於材料表面,可在不銹钢吸管等产品上形成高品质黑化效果,同时维持材料本体结构完整。以下为实际应用於不銹钢材料的飞秒雷射加工参数: 材料:不銹钢 加工方式:填充(Fill),填充间距 0.015 mm 频率:500 kHz 功率设定:40% 扫描速度:500 mm/s 加工次数:2 Pass 开光时间:100 μs 关光时间:150 μs 转角延迟:50 μs 标刻延迟:300 μs 跳跃延迟:200 μs 此参数组合可在效率与品质之间取得良好平衡,实现稳定一致的金属黑化效果。 飞秒雷射打黑技术原理与优势飞秒雷射属於超快雷射加工技术,其核心优势在於「冷加工」特性,能有效降低热影响区(HAZ)。在金属表面形成微奈米结构,进而产生视觉上的黑化效果。与传统加工方式相比,具备以下优势: ✔ 无氧化、无烧焦:避免高温造成材料变质 ✔ 奈米级保护层:提升抗腐蚀与耐候性 ✔ 高附著力黑化效果:不需涂层、不易剥落 ✔ 高精度加工:适合微细结构与精密图案 ✔ 环保制程:无化学药剂残留 应用领域飞秒雷射金属打黑与表面炫彩技术,广泛应用於: 不銹钢吸管与金属生活用品 生医器材(高洁净需求) 电子与半导体零件 精密模具炫彩加工 金属打黑与精密加工效果解析飞秒雷射雕刻以其高速与高精度特性,能实现优异的加工品质,特别适用於不銹钢打黑与精密结构加工应用。实际加工后可观察到: 表面呈现均匀平滑的全黑效果,无反白、无反光问题 经显微镜放大检视,无热效应损伤(无熔融、无碳化) 表层形成致密奈米结构保护膜,提升耐腐蚀与耐候性 雷射开槽加工后,边缘无火山口现象,切面干净俐落 加工速度快,适合量产型金属雷射打黑制程 相较於传统雷射或机械加工方式,飞秒雷射在金属黑化、精密开槽与微细结构加工上,能同时兼顾效率与品质。飞秒雷射打黑加工效率高,在50mm加工范围内仅需8秒即可完成金属黑化处理,兼具高速与高品质。 https://www.steo.com.tw/cn/hot_533465.html 不銹钢雷射打黑技术:飞秒雷射快速打黑加工应用 2026-05-01 2027-05-01
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物理气相沉积法(Physical Vapor Deposition),简称 PVD。

PVD 一般区分为三种,分别是真空蒸著(Vacuum Evaporation)、溅镀(Sputtering)、离子镀著(Ion Plating)。

1. 真空蒸著(Vacuum Evaporation) 

金属在真空中加热时会变成气体而蒸发,真空蒸著就是利用此原理。处理时多在 10-5Torr 以下的真空中进行,金属及各种化合物都可当作被覆物质,其应用例有镜片、反射镜、塑胶零件等,但是以金属表面硬化为目的的用途则很少,主要多用於装饰性物件。

2. 溅镀(Sputtering) 

高能量的粒子撞击靶材时靶中的分子或原子被撞击出来的现象,此原理是以靶为阴极,以基板为阳极,在 10-2Torr 左右的 Ar 气氛中加以高电压时阴极附近的 Ar 气离子化后变成 Ar+,与阴极相撞击,被 Ar+离子所撞击飞出的分子或原子撞上基板而堆积形成薄膜。溅射应用范围极广,利用其薄膜的机能则是以耐磨耗性、耐蚀性、耐热性抗静电或装饰性为目的,但是因附著力的问题少见於刀具的应用。适用於大宗连续性镀膜,例如手机零件等。

3. 离子镀著(Ion Plating)

PVD 中密著性最佳者为离子镀著方式;此方法是利用电弧撞击靶材,使靶材原子被激发出来,与反应性气体反应,形成化合物沉积於工件表面的一种技术。炉内运行至高真空后,通入惰性气体,加偏压造成氩离子(Ar+),及带负电的电子(e-),带正电的氩离子会撞向通入偏压为负极的基板底材,来清洁工件表面;之后再通入反应气体,在靶材和基板底材间产生电浆,进行镀膜作业。此一方式成膜速度快、密著性较佳,多用於切削刀具被覆处理。

本公司采用最先进之 本公司采用最先进之阴极电弧法(cathode arc)进行镀膜作业。与其他方式相比,此种方式拥有 进行镀膜作业较多的离化率、均匀的披覆性以及最佳的密著性,大多被应用在金属的硬质镀膜上,特别是要求耐磨耗之物件。

 

PVD 真空离子镀膜与传统电镀之不同

真空镀膜厚度属於微米级,1μm 相当於传统电镀一条的十分之一,因此经过镀膜作业以后,并不会影响工件的精度;传统电镀的批覆方式是以一种包覆的方式在外形成一层电镀层,并无高度密著性可言。

项目 传统电镀 真空离子镀膜技术
方式 大气中,以电解液为媒介,属高污染制程 真空环境下,以电浆为媒介,属於环保制程
特性 均匀性佳,薄膜表面有光泽。但仅以包覆方式 覆盖表面无密著力可言 膜质紧密,均匀度视旋转夹具之结构而定
硬度 硬度约 Hv900 左右 硬度可达 Hv1800 以上
厚度 厚度约为镀膜的 10 倍以上 厚度为微米级(μm)有绝佳的被覆性
密著 热胀冷缩容易脱落

面宽 0.2mm2的钻石压子尖端可承受 10kg 以上垂直重量,膜层无剥落,N>98 < TBODY>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PVD 真空离子镀膜与电镀方式之膜形差异

PVD 镀膜制作之示意图

PVD 镀层会依底材形状平均在上方形成一个镀膜层,依底材高低形状有所不同,经镀膜后的高低形状也是依照原先底材之态样。

传统电镀制作之示意图

一般湿式镀层所制作之镀膜会在表面覆盖成一个薄膜层 ,不论底材之原先形状为何,表面所呈现出来的薄膜层都会趋於平坦。

 

采用 CSR-101 刮痕试验机之附著力测试结果

TiN 氮化钛 → 90N

CrN 氮化铬 → 92N

TiAIN 氮化铝钛→ 88N

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