1、PVD 硬度高端产品装饰涂层必须具有高硬度。但一般来说,这只是对 PVD 装饰涂层的一种观念上的要求,因为对于绝大多数由 Hauzer 设备生产的 PVD 装饰涂层而言,高硬度是其内在性质。然而,拥有高硬度的 PVD 涂层只是解决问题的第一步,因为不仅需要考虑 PVD 涂层的硬度,而且必须考虑制成品的整体硬度。PVD 涂层非常薄,一般只有 0.30.5 微米。这就意味着对于任何较大的载荷,产品的硬度是由 PVD 涂层基体的硬度决定的。不锈钢、铝和有铜-镍-铬镀层的塑料(如 ABS)是典型的基体材料,但它们通常并不具有由这些材料制成的高端产品所要求的合适硬度,而这种硬度又是产品的表面耐磨性所必需
2、的,因此需要在基体与 PVD 涂层之间形成一层厚而硬的中间层。由于涂层会随着厚度的增大而变得粗糙,从而使涂层表面丧失光亮,因此加厚 PVD 涂层并不是一个好的选择它只会使表面变得粗糙难看!这就提出了一个附加要求:厚而硬的中间层应具有非常低的粗糙度。这样才能使沉积在中间层上面的 PVD 装饰涂层保持高光亮表面。理论上,对于这些中间层可以有多种选择。下面介绍一些公司已经开发成功或正在开发的中间层。 应用于不锈钢基体的 CrN 涂层 在手机、PDA 等高端小型电子设备的生产中,不锈钢是一种经常使用的基体材料。尽管很多人都认为不锈钢是一种硬质基体材料,但在很多情况下,它仍然不能提供足够的耐磨损、抗刮擦
3、能力。例如,SS304 的典型硬度约为 250HV0.025(载荷为 25 克时测得的维氏硬度) 。在此情况下,通过添加一个 CrN 中间层,可以增加基体PVD 涂层系统的硬度。CrN 涂层的硬度高达 3000HV0.0050,是不锈钢基体硬度的若干倍。中间层的厚度取决于给定载荷下制成品所需硬度,而该硬度又取决于产品所需的耐磨性。中间层厚度对于制成品硬度起着决定性作用。对于非常薄的 CrN 涂层来说,施加的载荷将通过涂层直接传递给基体,因此测得的硬度实际上等于不锈钢基体的硬度。随着 CrN 涂层厚度的增加,施加的载荷不再完全通过涂层传递,测得的硬度也开始增大。当达到某一确定的厚度时,施加的载荷
4、将完全被 CrN 涂层吸收。此后即使涂层厚度再增加,测得的硬度也不会增大。 电弧沉积技术和溅射沉积技术均可用于沉积 CrN 涂层。当所需涂层较厚时,溅射沉积技术具有可保持涂层光滑的优势,从而能确保制成品具有高光洁度表面。 应用于不锈钢基体的超硬涂层 与上述例子类似,利用超硬涂层作为中间层可以增加制成品的硬度。为了验证这一点,在一些不锈钢基体上进行了试验。不锈钢的硬度为 200HV0.025。在基体上涂覆了多层涂层,为使基体与最外层的超硬涂层之间粘结良好,采用了几层中间粘结层,这是在金属基体上涂覆超硬涂层时普遍采用的方案。通过沉积足够厚度的涂层,被涂产品的硬度在不同载荷下增加了 2.59 倍。