In der Vakuumbeschichtungsindustrie meines Landes konzentrieren sich die aktuellen Anwendungen hauptsächlich auf die Dekoration. Allerdings entwickelt sich die dekorative Beschichtung allmählich zu einem Modell, das Verschleißfestigkeit und Ästhetik vereint, was eine sehr positive Entwicklung für die Verbesserung des technologischen Niveaus der Herstellung von Vakuumbeschichtungsgeräten und die Weiterentwicklung der Vakuum-Ionenplattierungstechnologie darstellt.
Darüber hinaus hat die Anwendung der vorbereiteten verschleißfesten und reibungsmindernden Folie auf andere Schlüsselkomponenten eine sehr gute beispielhafte Rolle bei der Energieeinsparung und der Verbesserung der Effizienz gespielt. Es kann einen Teil des ursprünglichen Galvanikprozesses ersetzen und leistet einen sehr guten Beitrag zum Umweltschutz.
Derzeit nutzen die meisten mechanisch funktionsfähigen harten Dünnschichten (insbesondere solche für Schneidwerkzeuge) international die kathodische Lichtbogenabscheidung (CAD). Ein großes technisches Problem bei CAD ist jedoch die mangelnde Glätte der resultierenden Folienoberfläche und das Vorhandensein zahlreicher Partikel, die sich auf die Anwendungsleistung auswirken. Besonders schwerwiegend ist dieses Partikelproblem bei im Inland hergestellten CAD-Geräten. Die Einführung der Magnetfiltrationstechnologie kann zwar das Partikelproblem lösen, die Abscheidungseffizienz beträgt jedoch nur etwa 1/10 des Originals und die Abscheidungsfläche ist klein, was zu langen Produktionszyklen, hohen Herstellungskosten und einer Ungeeignetheit für die Massenproduktion führt. Im Gegensatz dazu erzeugt die Magnetron-Sputtering-Technologie Filme mit glatten, feinen Oberflächen, moderaten Abscheidungsraten und der Fähigkeit, dünne Filme gleichmäßig über große Flächen abzuscheiden.
Allerdings hat die Magnetron-Sputtertechnologie auch Nachteile, wie z. B. eine niedrige Ionisierungsrate (im Allgemeinen etwa 10 %), was zu Filmen führt, die hinsichtlich Härte, Verschleißfestigkeit und Haftung schlechter sind als die durch kathodisches Lichtbogensputtern hergestellten. Bei der Durchführung chemisch reaktiver Beschichtungen (wie TiN und TiO2) erfordern die niedrige Ionisierungsrate und die schlechte Reaktivität der Metallpartikel die Einführung übermäßiger reaktiver Gase, die die Magnetron-Targetoberfläche vergiften können (chemische Reaktion), was zu einer Reihe lawinenartiger Folgen führen kann, wie z. B. einem starken Rückgang der Verdampfungsrate. Dies macht reaktive Beschichtungen beim Magnetronsputtern instabil und unkontrollierbar.
Daher sind auf dem Markt multifunktionale Ionen-Vakuumbeschichtungsmaschinen entstanden. Durch umfangreiche Tests und industrielle Anwendung hat dieses Projekt die folgenden Schlussfolgerungen gezogen:
(1) Die entwickelte multifunktionale Ionenbeschichtungsmaschine, die mehrere Beschichtungstechnologien kombiniert, ist erfolgreich und die Gesamtleistung des etablierten Beschichtungssystems ist in China führend.
(2) Mit dieser Ausrüstung können großflächige, kostengünstige, glatte, dichte und hochleistungsfähige diamantähnliche Kohlenstofffilme (DLC) und Metallnitrid- (oder Karbid-)Mehrschichtfilme mit hervorragenden Eigenschaften hergestellt werden.
(3) Die Verwendung einer speziellen mehrschichtigen Gradienten-Zwischenübergangsschicht und Dotierungstechnologie reduziert innere Spannungen, verbessert die Haftung zwischen Film und Substrat und erleichtert das Filmwachstum (bis zu 6 mm Dicke).
(4) Der vorbereitete DLC-Film weist eine hervorragende Gesamtleistung auf: Härte > 20 GPa (bis zu 37,25 GPa), einstellbare Dicke (bis zu 6 mm), Film-/Substrathaftung > 50 N (bis zu 100 N), Reibungskoeffizient < 0,2 und ein glatter und empfindlicher Film.
(5) Die entwickelte Matrix/Cr/CrN/CrTiAlN/CrTiAlCN/CrTiC/DLC-Mehrschicht-Verschleiß--- und hitzebeständige selbst-schmierende Beschichtung weist eine hervorragende Gesamtleistung auf: Härte bis zu 28,7 GPa, Dicke einstellbar von 1–4 mm, Film-/Substrat-Bindungsfestigkeit größer als 70 N und Reibungskoeffizient kleiner als 0,2.
(6) Der entwickelte verschleißfeste und reibungsmindernde Film wurde erfolgreich auf verschiedene hochpräzise Formen und Präzisionsschlüsselkomponenten angewendet. Die Anwendungsergebnisse zeigen, dass die oberflächenverstärkende Wirkung der Folie erheblich ist, was die Produktqualität und Lebensdauer erheblich verbessern kann.
