今天給各位分享沖壓模具鍍膜的知識，其中也會對模具鍍膜機(jī)進(jìn)行解釋，如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題，別忘了關(guān)注本站，現(xiàn)在開始吧！

本文目錄概覽：

• 1、模具行業(yè)的前景
• 2、什么是pvd電鍍
• 3、沖壓模具的沖頭做了表面涂層處理，那個膜看上去劃的一道一道的，怎么處理？
• 4、離子注入與蒸發(fā)鍍膜復(fù)合技術(shù)的應(yīng)用方向和發(fā)展

模具行業(yè)的前景

一、模具行業(yè)發(fā)展前景分析

1、中國模具市場前景廣闊

模具應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大、已應(yīng)用領(lǐng)域?qū)δ＞咛岢龅母嗪透咭?，使模具工業(yè)發(fā)展速度快于其他制造業(yè)的發(fā)展速度已成為普遍規(guī)律，目前世界模具市場供不應(yīng)求，近幾年，市場總量一直在600～650億美元之間，而我國模具出口尚不到8％，“十一五”期間完全可以擴(kuò)大這個份額，同時(shí)隨著經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展趨勢日趨明顯，模具制造業(yè)逐漸向我國轉(zhuǎn)移以及跨國集團(tuán)到我國進(jìn)行模具采購趨向日趨明顯，外資和民營資本繼續(xù)看好我國模具行業(yè)，我國模具行業(yè)機(jī)遇大于挑戰(zhàn)，未來國際模具市場前景廣闊，我國模具仍有較大發(fā)展空間。

2、模具產(chǎn)品市場競爭力不斷提升

當(dāng)前，我國面臨發(fā)達(dá)國家的技術(shù)優(yōu)勢和發(fā)展中國家價(jià)格優(yōu)勢的雙重壓力。工業(yè)發(fā)達(dá)國家模具企業(yè)憑借其技術(shù)優(yōu)勢和實(shí)力，在中高檔模具方面具有競爭優(yōu)勢，隨著他們逐步進(jìn)入我國，對我國的模具工業(yè)形成了巨大挑戰(zhàn)；印度、泰國及東歐一些國家，近年來模具工業(yè)發(fā)展也很快，而且其模具的價(jià)格也具有很強(qiáng)的競爭優(yōu)勢，我國模具行業(yè)的成本和價(jià)格優(yōu)勢會逐步削弱并最終消失。羅百輝指出，中國模具企業(yè)必須在技術(shù)、管理和人才培訓(xùn)方面下功夫，積極引進(jìn)國外先進(jìn)的模具制造技術(shù)，提升高端模具產(chǎn)品開發(fā)能力，調(diào)整模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，不斷提高我國模具產(chǎn)品的國際競爭力。

3、模具行業(yè)發(fā)展速度持續(xù)增長

我國國民經(jīng)濟(jì)在“十一五”期間將繼續(xù)保持較快的發(fā)展速度，給模具行業(yè)的發(fā)展提供了可靠的宏觀支持。汽車、IT電子信息、家電、OA辦公設(shè)備、機(jī)械和建材行業(yè)、航天航空、電動工具都是模具需求大戶，僅以家電和電子信息行業(yè)為例一臺電冰箱需用模具生產(chǎn)的零件約150個，共需模具約350套；一臺全自動洗衣機(jī)需要模具150多套；一臺空調(diào)器，僅塑料模就需20套；每個型號計(jì)算機(jī)約需模具30多套，加上與其配套的打印機(jī)，單臺需模具20多副；還有筆記本電腦、網(wǎng)絡(luò)機(jī)頂盒將有幾千萬臺的市場。目前由于機(jī)型多為國外開發(fā)，模具進(jìn)口較多，隨著我國自行開發(fā)能力的提高，這方面的模具需求量也將大幅度增加?？梢灶A(yù)見中國模具行業(yè)將在良好的宏觀環(huán)境下得到快速發(fā)展。

4、模具行業(yè)機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存

一方面國際國內(nèi)形勢為模具行業(yè)發(fā)展提供了前所未有的發(fā)展空間，而另一方面模具也將面臨更加激烈的競爭挑戰(zhàn)，除了國際競爭外，在國內(nèi)，蕭山、上海、深圳等地都將大力發(fā)展模具工業(yè)，如蕭山友成模具公司的年銷售收入達(dá)到了2億元，是日本專業(yè)模具廠友成機(jī)工的獨(dú)資企業(yè)，主要從事汽車及家電用模具的生產(chǎn)，目前正在蕭山市政府支持下計(jì)劃在香港創(chuàng)業(yè)板上市；黃巖模具行業(yè)在管理、設(shè)備、技術(shù)上也已經(jīng)走在全省前列；模具年產(chǎn)值30多億元的溫州市，正在醞釀模具工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，由5家模具龍頭企業(yè)聯(lián)合組建的恒田模具公司，投資2億元建成設(shè)模具技術(shù)中心，獲得政府的重點(diǎn)支持；曾是全國模具行業(yè)龍頭老大的上海，欲重振昔日雄風(fēng)，由市經(jīng)委主抓的上海市模具中心正緊鑼密鼓地建設(shè)，一個占地面積1500畝、現(xiàn)代化的模具工業(yè)園區(qū)不久也將展現(xiàn)在人們面前；蘇州提出在高新區(qū)建設(shè)一個高水準(zhǔn)的與國際接軌的現(xiàn)代化模具產(chǎn)業(yè)基地的構(gòu)思，占地面積達(dá)2000畝；華南理工大學(xué)與廣東方達(dá)集團(tuán)簽署協(xié)議，準(zhǔn)備將東莞市模具重鎮(zhèn)長安鎮(zhèn)打造成華南地區(qū)重要的模具研發(fā)基地；深圳市在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，明確將模具列為先進(jìn)制造業(yè)之首，投資約60億元建模具工業(yè)園；重慶市投資50億元，打造中國最大、標(biāo)準(zhǔn)最高的汽車、摩托車模具產(chǎn)業(yè)園，計(jì)劃三五年后，年產(chǎn)值達(dá)30億元；汕頭塑料機(jī)械模具總年產(chǎn)值超100億元，目前約有塑料、機(jī)械及相關(guān)的模具企業(yè)共3000家，大部分企業(yè)全套引進(jìn)德國、法國、意大利以及臺灣地區(qū)最新的數(shù)控模具加工設(shè)備，大大提高了產(chǎn)品技術(shù)性能和質(zhì)量檔次。國內(nèi)還有其他不少省市（江西南昌、陜西西安、遼寧大連、山東煙臺、河北泊頭）紛紛抓住我國正在成為“世界工廠”的大好機(jī)遇，創(chuàng)建模具園區(qū)，醞釀模具工業(yè)進(jìn)一步升級。

二、模具行業(yè)發(fā)展趨勢分析

1、模具市場全球化，模具生產(chǎn)周期進(jìn)一步縮短

模具市場全球化是當(dāng)今模具工業(yè)最主要的特征之一，模具的購買者和生產(chǎn)商遍布全世界，模具工業(yè)的全球化發(fā)展使生產(chǎn)工藝簡單、精度低的模具加工企業(yè)向技術(shù)相對落后、生產(chǎn)率較低的國家遷移，發(fā)達(dá)國家的模具生產(chǎn)企業(yè)則定位在生產(chǎn)高水準(zhǔn)的模具上，模具生產(chǎn)企業(yè)必須面對全球化的市場競爭，同時(shí)模具生產(chǎn)廠家不得不千方百計(jì)地加快生產(chǎn)進(jìn)度，努力簡化和廢除不必要的生產(chǎn)工序，模具的生產(chǎn)周期將進(jìn)一步縮短。

2、模具CAD/CAM向集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

軟件的功能模塊越來越齊全，同時(shí)各功能模塊采用同一數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)信息的綜合管理與共享，支持模具設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢驗(yàn)、測試及生產(chǎn)管理的全過程。有的系列化軟件包括了曲面/實(shí)體幾何造型、復(fù)雜形體工程制圖、工業(yè)設(shè)計(jì)高級渲染、模具設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)、復(fù)雜形體CAM、藝術(shù)造型及雕刻自動編程系統(tǒng)、逆向工程系統(tǒng)及復(fù)雜形體在線測量系統(tǒng)等；模具設(shè)計(jì)、分析、制造的三維化、無紙化使新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺來設(shè)計(jì)模具，所采用的三維數(shù)字化模型能方便地用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的CAE分析、模具可制造性評價(jià)和數(shù)控加工、成形過程模擬及信息的管理與共享；同時(shí)，隨著競爭、合作、生產(chǎn)和管理等方面的全球化、國際化，以及計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)使得在模具行業(yè)應(yīng)用虛擬設(shè)計(jì)、敏捷制造技術(shù)既有必要，也有可能。

3、模具技術(shù)向高速加工、硬銑削和復(fù)合加工方向發(fā)展

隨著模具向精密化和大型化方向發(fā)展，加工精度超過1m的超精加工技術(shù)和集電、化學(xué)、超聲波、激光等技術(shù)綜合在一起的復(fù)合加工在今后的模具制造中將有廣闊的前景。高速加工使工件獲得光滑表面，節(jié)省加工時(shí)間，典型的步進(jìn)距僅有0.0254mm，而尖點(diǎn)只有0.001mm高，經(jīng)過高速加工的工件表面大多數(shù)都非常光潔，無需鉗工的進(jìn)一步加工。目前，機(jī)加工工具制造商都熱衷于生產(chǎn)為高速加工而專門設(shè)計(jì)的加工中心，在美國采用高速加工技術(shù)以減少或省去鉗工工序是一種效益相當(dāng)可觀的措施，這種技術(shù)在歐洲和日本也頗受歡迎。另外，用充分硬化的材料加工模具的型腔是模具加工業(yè)發(fā)展的另一個重要趨勢。高主軸轉(zhuǎn)速及小的刀具半徑所進(jìn)行的輕度切削形成了足夠的轉(zhuǎn)矩，可以用來加工硬度高達(dá)64HRC的金屬材料，由于不需要再進(jìn)行熱處理，常規(guī)熱處理后的回火以及抵消由熱處理引起的幾何變形所進(jìn)行的磨削加工也都不需要了，該技術(shù)在日本倍受青睞，如今在美國也受到了廣泛的關(guān)注并正向歐洲傳播。

隨著各種新技術(shù)的迅速發(fā)展，國外已出現(xiàn)了模具自動加工系統(tǒng)，該系統(tǒng)由多臺機(jī)床合理組合，配有隨行定位夾具或定位盤，有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫和數(shù)控柔性同步系統(tǒng)，具有實(shí)時(shí)質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。

4、模具產(chǎn)品將向大型、精密、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展

一方面模具成型零件日漸大型化和為提高生產(chǎn)效率開發(fā)的“一模多腔”造成了模具日趨大型化，另一方面電子信息產(chǎn)業(yè)、醫(yī)學(xué)的迅猛發(fā)展帶來了零件微型化及精密化，有些模具的加工精度公差就要求在1m以下。另外多功能復(fù)合模具將得到進(jìn)一步發(fā)展，新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成型零件外，還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，生產(chǎn)效率進(jìn)一步提高。

國外發(fā)達(dá)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率一般為80％左右，隨著我國模具工業(yè)的發(fā)展，模具標(biāo)準(zhǔn)化工作必將加強(qiáng)，模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將進(jìn)一步提高，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用和生產(chǎn)在“十一五”期間必將得到較大的發(fā)展。

5、模具種類向熱流道、氣輔模具及適應(yīng)高壓注塑成型工藝方向發(fā)展

采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)約制作的原材料，國外許多塑料模具廠所生產(chǎn)的塑料模具50%以上采用了熱流道技術(shù)，有的已經(jīng)達(dá)到80％以上，效果十分明顯；氣體輔助注射成形具有注射壓力低、制品翹曲變形小、表面質(zhì)量好以及易于成形壁厚差異較大的制品等優(yōu)點(diǎn)，可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本；高壓注射成形可強(qiáng)制樹脂收縮率，增加塑料件尺寸的穩(wěn)定性；另外注射壓縮成形技術(shù)，可使成形件局部內(nèi)應(yīng)變小，能得到縮孔少的厚壁成形件，而對于塑件狹窄的部件也可注入樹脂，并可用小注射力能得到優(yōu)良制品，這些技術(shù)正在逐步推廣使用。

6、快速經(jīng)濟(jì)模具前景十分廣闊

多品種小批量生產(chǎn)時(shí)代的到來，人們要求模具的生產(chǎn)周期越短越好，因此快速經(jīng)濟(jì)模具將有廣闊的發(fā)展前景。預(yù)計(jì)21世紀(jì)，用各種超塑性材料來制作模具、用環(huán)氧、聚酯或在其中填充金屬、玻璃等增強(qiáng)物制作簡易模具等生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá)到75%以上?？焖俳?jīng)濟(jì)模具主要包括快速原型制造技術(shù)、表面成形制模技術(shù)、澆鑄成形制模技術(shù)、冷擠壓及超塑成形制模技術(shù)、無模多點(diǎn)成形技術(shù)、KEVRON鋼帶沖裁落料制模技術(shù)、模具毛坯快速制造技術(shù)等。

7、優(yōu)質(zhì)模具材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)受到重視

因選材和用材不當(dāng)，致使模具過早失效，大約占失效模具的45％以上，因此選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命顯得十分重要，提高鋼的純凈度、等向性、致密度和均勻性及研制更高性能或具特殊性能的模具鋼，開發(fā)模具鋼品種規(guī)格，擴(kuò)大其他優(yōu)質(zhì)模具材料如硬質(zhì)合金、陶瓷材料、復(fù)合材料等的應(yīng)用范圍是主要研究熱點(diǎn)；用鋁合金作模具材料以縮短制模周期、降低模具成本，將在快速經(jīng)濟(jì)模具中得到較快發(fā)展。

模具表面處理的主要趨勢是：由滲入單一元素向多元素共滲、復(fù)合滲發(fā)展，由一般擴(kuò)散向CVD、PVD、PCVD、離子滲入、離子注入等方向發(fā)展，可采用的鍍膜有：TiC、TiN、TiCN、TiAlN、CrN、Cr7C3、W2C等，同時(shí)熱處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。目前激光強(qiáng)化、輝光離子氮化及電鍍（刷鍍）防腐強(qiáng)化等技術(shù)也日益受到重視。

8、汽車、IT電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響模具市場景氣

中國模具的進(jìn)口首次出現(xiàn)負(fù)增長，模具行業(yè)受“一大一小”的拉動，這兩年發(fā)展確實(shí)很好?！耙淮蟆笔侵钙嚠a(chǎn)業(yè)，汽車產(chǎn)業(yè)指的不僅僅是整車，還有汽車零部件，例如目前中國首次成為對美國汽車零部件的第二大出口國，這就意味著中國汽車模具市場已經(jīng)發(fā)揮了不可替代的作用。它的快速發(fā)展對模具的拉動起了重要的作用，“一小”是指IT電子產(chǎn)業(yè)。2006年的模具進(jìn)口總量為20.47億美元，比2005年20.68億美元降低了2100萬美元，首次出現(xiàn)了負(fù)增長，止住了進(jìn)口年年增幅擴(kuò)大的勢頭；出口總量為10.41億美元，比2005年增長了41.06%，首次突破10億美元，進(jìn)口減少，逆差下降，是非常可喜的。

9、模具產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)還需進(jìn)一步調(diào)整

雖然，模具行業(yè)與前幾年相比有了較大的進(jìn)步，但仍然存在著許多問題。比如，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理的現(xiàn)象仍然存在。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)、進(jìn)出口結(jié)構(gòu)等，都不同程度地存在著問題。比如，在進(jìn)出口結(jié)構(gòu)方面，由于我國模具設(shè)計(jì)制造水平和能力不能滿足市場要求，因此，每年都有大量模具進(jìn)口，尤以高檔產(chǎn)品為主。2006年進(jìn)、出口沖壓模具如果按重量計(jì)，單價(jià)分別為14913美元/t和5869美元/t，進(jìn)口大大高于出口；而對于塑料橡膠模具，2006年進(jìn)、出口分別為413715套和1217772套，出口量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于進(jìn)口量，而單價(jià)卻相差很懸殊：進(jìn)口價(jià)格2532美元/套，出口價(jià)格602美元/套，相差4倍，雖然出口量是接近進(jìn)口量的3倍，但總額仍然低于進(jìn)口。說明我們?nèi)栽诖罅窟M(jìn)口高檔模具，出口的卻是以中低檔為主。所以，從長遠(yuǎn)來看，進(jìn)出口合理化趨向應(yīng)是不斷擴(kuò)大出口，減少進(jìn)口，使出口多于進(jìn)口。顯然，這還需要想當(dāng)一段時(shí)間的努力。

10、管理水平制約模具企業(yè)發(fā)展

模具制造過程管理不同于一般的產(chǎn)品管理，它是面對單位生產(chǎn)的模具行業(yè)，如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、信息化管理，是非常有學(xué)問的。如果模具的管理沒有一個科學(xué)的、動態(tài)的管理方法，就不能保證模具的生產(chǎn)制造有條不紊，模具供貨及時(shí)到位。同時(shí)，每家企業(yè)的模具產(chǎn)品都不同，所以需要個性化的管理。凡是做得好的模具企業(yè)，他們都有一整套獨(dú)特的、適合自己的管理方法，只是這樣的企業(yè)太少了。羅百輝指出，模具企業(yè)如果再不抓管理，就會發(fā)展不下去了，這已經(jīng)成為制約模具企業(yè)發(fā)展的瓶頸問題。

11、政府大力扶持模具城建設(shè)

由于模具產(chǎn)品本身需要配套發(fā)展的特點(diǎn)，這些年在全國一些地方出現(xiàn)了許多模具城或模具工業(yè)園區(qū)，引起了大家的關(guān)注。羅百輝表示，模具園區(qū)應(yīng)該整體規(guī)劃，錯位發(fā)展，做出自己的特色來。經(jīng)過這幾年的發(fā)展，確實(shí)有的模具城已經(jīng)發(fā)展得很不錯了。比如，橫瀝鎮(zhèn)的模具城就非常有特色：進(jìn)入模具城的這些企業(yè)，他們并不是被強(qiáng)迫集中在一個有圍墻的圈子里，而是分布在開發(fā)區(qū)里，只是相對集中，但是卻享受當(dāng)?shù)卣o予模具園區(qū)的一些政策。那些硬性搬到一起，追求形式上的模具園區(qū)的一些做法，非但不利于企業(yè)發(fā)展，相反，還給不具備搬遷條件的企業(yè)增添許多負(fù)擔(dān)。羅百輝認(rèn)為，模具城的集群效應(yīng)要充分體現(xiàn)，政府應(yīng)該引導(dǎo)模具產(chǎn)品本身上下游供應(yīng)鏈配套發(fā)展。比如說，入模具園區(qū)的南方?jīng)_壓模具聯(lián)盟，當(dāng)初在選址上就得到橫瀝政府的優(yōu)惠政策支持，在中泰五金模具公司的帶動下12家企業(yè)共同入園，建立汽車產(chǎn)業(yè)園。政府的扶持也是建立在模具企業(yè)健康發(fā)展的基礎(chǔ)上，確確實(shí)實(shí)為企業(yè)辦事，而不是搞面子工程，這樣才會受到企業(yè)歡迎，才會更有意義。

12、模具協(xié)會發(fā)揮政企橋梁作用

作為連接政府與企業(yè)的橋梁，模具協(xié)會一直在不停地努力工作著。深圳市模具技術(shù)學(xué)會通過舉辦展會，給企業(yè)搭建展示的舞臺；組織技術(shù)交流會，讓更多的企業(yè)學(xué)習(xí)到國際上先進(jìn)的模具制造技術(shù)；召開專題研討會，幫助企業(yè)尋找出路和辦法應(yīng)對市場，促進(jìn)了行業(yè)進(jìn)步；通過進(jìn)行“重點(diǎn)骨干模具企業(yè)”的選評，培養(yǎng)一批中堅(jiān)骨干企業(yè)；另外，學(xué)會每年還要為科協(xié)評選的國家級新技術(shù)新產(chǎn)品做推薦工作，讓被評選上的企業(yè)進(jìn)入科協(xié)的視野，享受一些特殊政策，有益于企業(yè)的發(fā)展。作為協(xié)會工作人員，經(jīng)常下基層，走訪企業(yè)，傾聽企業(yè)的心聲，了解企業(yè)的需求，指導(dǎo)企業(yè)并提出建設(shè)性的意見，給企業(yè)和行業(yè)做了許多實(shí)實(shí)在在的事情，使協(xié)會在行業(yè)中的權(quán)威提高。如今，協(xié)會正在急企業(yè)之所急，想企業(yè)之所想，進(jìn)行數(shù)字信息化管理工作的推廣。

什么是pvd電鍍

PVD電鍍是指在真空條件下，采用低電壓、大電流的電弧放電技術(shù)，利用氣體放電使靶材蒸發(fā)并使被蒸發(fā)物質(zhì)與氣體都發(fā)生電離，利用電場的加速作用，使被蒸發(fā)物質(zhì)及其反應(yīng)產(chǎn)物沉積在工件上。

PVD技術(shù)的發(fā)展

PVD技術(shù)出現(xiàn)于二十世紀(jì)七十年代末，制備的薄膜具有高硬度、低摩擦系數(shù)、很好的耐磨性和化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。最初在高速鋼刀具領(lǐng)域的成功應(yīng)用引起了世界各國制造業(yè)的高度重視，人們在開發(fā)高性能、高可靠性涂層設(shè)備的同時(shí)，也在硬質(zhì)合金、陶瓷類刀具中進(jìn)行了更加深入的涂層應(yīng)用研究。與 CVD工藝相比，PVD工藝處理溫度低，在600℃以下時(shí)對刀具材料的抗彎強(qiáng)度無影響；薄膜內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)為壓應(yīng)力，更適于對硬質(zhì)合金精密復(fù)雜刀具的涂層； PVD工藝對環(huán)境無不利影響，符合現(xiàn)代綠色制造的發(fā)展方向。目前PVD涂層技術(shù)已普遍應(yīng)用于硬質(zhì)合金立銑刀、鉆頭、階梯鉆、油孔鉆、鉸刀、絲錐、可轉(zhuǎn)位銑刀片、異形刀具、焊接刀具等的涂層處理。

PVD技術(shù)不僅提高了薄膜與刀具基體材料的結(jié)合強(qiáng)度，涂層成分也由第一代的TiN發(fā)展為TiC、TiCN、ZrN、CrN、MoS2、TiAlN、TiAlCN、TiN-AlN、CNx、DLC和ta－C等多元復(fù)合涂層。

涂層的PVD技術(shù)

增強(qiáng)型磁控陰極弧：陰極弧技術(shù)是在真空條件下，通過低電壓和高電流將靶材離化成離子狀態(tài)，從而完成薄膜材料的沉積。增強(qiáng)型磁控陰極弧利用電磁場的共同作用，將靶材表面的電弧加以有效地控制，使材料的離化率更高，薄膜性能更加優(yōu)異。

過濾陰極?。哼^濾陰極電弧(FCA )配有高效的電磁過濾系統(tǒng)，可將離子源產(chǎn)生的等離子體中的宏觀粒子、離子團(tuán)過濾干凈，經(jīng)過磁過濾后沉積粒子的離化率為100%，并且可以過濾掉大顆粒， 因此制備的薄膜非常致密和平整光滑，具有抗腐蝕性能好，與機(jī)體的結(jié)合力很強(qiáng)。

磁控濺射：在真空環(huán)境下，通過電壓和磁場的共同作用，以被離化的惰性氣體離子對靶材進(jìn)行轟擊，致使靶材以離子、原子或分子的形式被彈出并沉積在基件上形成薄膜。根據(jù)使用的電離電源的不同，導(dǎo)體和非導(dǎo)體材料均可作為靶材被濺射。

離子束DLC：碳?xì)錃怏w在離子源中被離化成等離子體，在電磁場的共同作用下，離子源釋放出碳離子。離子束能量通過調(diào)整加在等離子體上的電壓來控制。碳?xì)潆x子束被引到基片上，沉積速度與離子電流密度成正比。星弧涂層的離子束源采用高電壓，因而離子能量更大，使得薄膜與基片結(jié)合力很好；離子電流更大，使得DLC膜的沉積速度更快。離子束技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于可沉積超薄及多層結(jié)構(gòu)，工藝控制精度可達(dá)幾個埃，并可將工藝過程中的顆料污染所帶來的缺陷降至最小。

沖壓模具的沖頭做了表面涂層處理，那個膜看上去劃的一道一道的，怎么處理？

沖壓模具為了延長使用壽命保證加工精度，一般都做表面處理，涂層又叫鍍膜，膜層一般3微米左右，使用一段時(shí)間會磨出劃痕，需要把膜層處理掉就是需要退膜脫膜，然后再剖光鍍膜才可以繼續(xù)使用。

離子注入與蒸發(fā)鍍膜復(fù)合技術(shù)的應(yīng)用方向和發(fā)展

離子注入技術(shù)

“我們在廣泛而深入地研調(diào)國際離子束材料表面改性發(fā)展動向的基礎(chǔ)上，根據(jù)我們所的技術(shù)優(yōu)勢，敏銳地捕捉到當(dāng)時(shí)國際上還剛剛問世的 M EVVA源這一新技術(shù)，提出了把它應(yīng)用于強(qiáng)流金屬離子注入材料表面改性的發(fā)展方向。因?yàn)?M EVVA源的發(fā)明者布朗博士發(fā)明 M EVVA源的本意是用于核物理研究，因此我們提出這一設(shè)想是一次技術(shù)創(chuàng)新?！?

MEVVA源離子注入材料表面改性是上世紀(jì)80年代后期在國際上發(fā)展起來的一項(xiàng)材料表面工程高技術(shù)，也是我們所承擔(dān)的一項(xiàng)863高技術(shù)項(xiàng)目。它包括以下2個密切相關(guān)的部分：

（1）MEVVA源離子注入機(jī)的研制；

（2）MEVVA源離子注入材料表面改性及其實(shí)際應(yīng)用。為了解讀這項(xiàng)高技術(shù)，我們先從離子注入講起。

什么是離子注入？

我們設(shè)想在真空中有一束離子束射向一塊固體材料時(shí)會發(fā)生哪些現(xiàn)象呢？離子束把固體材料的原子或分子撞出固體材料表面，這個現(xiàn)象叫做濺射；而當(dāng)離子束射到固體材料時(shí)，從固體材料表面彈了回來，或者穿出固體材料而去，這些現(xiàn)象叫做散射；另外有一種現(xiàn)象是，離子束射到固體材料以后，受到固體材料的抵抗而速度慢慢減低下來，并最終停留在固體材料中，這一現(xiàn)象就叫做離子注入。

離子注入技術(shù)又是近30年來在國際上蓬勃發(fā)展和廣泛應(yīng)用的一種材料表面改性高新技術(shù)。其基本原理是：用能量為100keV量級的離子束入射到材料中去，離子束與材料中的原子或分子將發(fā)生一系列物理的和化學(xué)的相互作用，入射離子逐漸損失能量，最后停留在材料中，并引起材料表面成分、結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生變化，從而優(yōu)化材料表面性能，或獲得某些新的優(yōu)異性能。此項(xiàng)高新技術(shù)由于其獨(dú)特而突出的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在半導(dǎo)體材料摻雜，金屬、陶瓷、高分子聚合物等的表面改性上獲得了極為廣泛的應(yīng)用，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。作為一種材料表面工程技術(shù)，離子注入技術(shù)具有以下一些其它常規(guī)表面處理技術(shù)難以達(dá)到的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)：（1）它是一種純凈的無公害的表面處理技術(shù)；（2）無需熱激活，無需在高溫環(huán)境下進(jìn)行，因而不會改變工件的外形尺寸和表面光潔度；（3）離子注入層由離子束與基體表面發(fā)生一系列物理和化學(xué)相互作用而形成的一個新表面層，它與基體之間不存在剝落問題；（4）離子注入后無需再進(jìn)行機(jī)械加工和熱處理。進(jìn)行離子注入的設(shè)備——離子注入機(jī)

離子注入是在一種叫做離子注入機(jī)的設(shè)備上進(jìn)行的。離子注入機(jī)是由于半導(dǎo)體材料的摻雜需要而于上世紀(jì)60年代問世。雖然有一些不同的類型，但它們一般都由以下幾個主要部分組成：（1）離子源，用于產(chǎn)生和引出某種元素的離子束，這是離子注入機(jī)的源頭；（2）加速器，對離子源引出的離子束進(jìn)行加速，使其達(dá)到所需的能量；（3）離子束的質(zhì)量分析（離子種類的選擇）；（4）離子束的約束與控制；（5）靶室；（6）真空系統(tǒng)。非半導(dǎo)體材料的離子注入表面改性

非半導(dǎo)體材料離子注入表面改性研究對離子注入機(jī)提出了一些新的要求。大家知道，半導(dǎo)體材料的離子注入所需的劑量（即單位面積上打進(jìn)去了多少離子，單位是：離子／平方厘米）比較低，而所要求的純度很高。非半導(dǎo)體材料離子注入表面改性研究所需的劑量很高（比半導(dǎo)體材料離子注入高1000倍以上），而純度不要求像半導(dǎo)體那么高。

在非半導(dǎo)體材料離子注入表面改性研究的初始階段，主要是沿用半導(dǎo)體離子注入機(jī)所產(chǎn)生的氮離子束來進(jìn)行。這主要是因?yàn)榈葰怏w離子在適用于半導(dǎo)體離子注入的設(shè)備上容易獲得比較高的離子束流。氮離子注入在金屬、硬質(zhì)合金、陶瓷和高分子聚合物等的表面改性的研究與應(yīng)用中取得了引人注目的成功。因此這個階段被稱為氮離子注入階段。

金屬離子注入是新一代的材料表面處理高技術(shù)。它利用具有很高能量的某種金屬元素的離子束打入固體材料所引起的一系列物理的與化學(xué)的變化，來改善固體材料的某些表面性能。研究結(jié)果表明，金屬離子注入在非半導(dǎo)體材料離子注入表面改性研究與應(yīng)用中效果更加顯著，應(yīng)用范圍更加廣泛，許多氮離子注入無法實(shí)現(xiàn)的，金屬離子注入可以很好地實(shí)現(xiàn)。但是，基于半導(dǎo)體離子注入需要的傳統(tǒng)離子注入機(jī)，要想獲得比較強(qiáng)束流的金屬離子束是比較困難的，進(jìn)行非半導(dǎo)體材料離子注入表面改性所需的費(fèi)用也是比較昂貴的。

M EVVA源離子注入———強(qiáng)流金屬離子注入的一場革命

M EVVA源是金屬蒸汽真空弧離子源的縮稱。這是上世紀(jì)80年代中期由美國加州大學(xué)伯克利分校的布朗博士由于核物理研究的需要發(fā)明研制成功的。這種新型的強(qiáng)流金屬離子源問世后很快就被應(yīng)用于非半導(dǎo)體材料離子注入表面改性，并引起了強(qiáng)流金屬離子注入的一場革命，這種獨(dú)特的離子注入機(jī)被稱為新一代金屬離子注入機(jī)。 M EVVA源離子注入機(jī)的突出優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：（1）對元素周期表上的固體金屬元素（含碳）都能產(chǎn)生10毫安量級的強(qiáng)束流；（2）離子純度取決于陰極材料的純度，因此可以達(dá)到很高的純度，同時(shí)可以省去昂貴而復(fù)雜的質(zhì)量分析器；（3）金屬離子一般有幾個電荷態(tài)，這樣可以用較低的引出電壓得到較高的離子能量，而且用一個引出電壓可實(shí)現(xiàn)幾種能量的疊加（離子）注入；（4）束流是發(fā)散的，可以省去束流約束與掃描系統(tǒng)而達(dá)到大的注入面積。其革命性主要表現(xiàn)在兩個方面，一是它的高性能，另一是使離子注入機(jī)的結(jié)構(gòu)大大簡化，主要由離子源、靶室和真空系統(tǒng)這三部分組成。

M EVVA源金屬離子注入表面改性技術(shù)研究與應(yīng)用

北京師范大學(xué)低能核物理研究所在國家863計(jì)劃資助下，已經(jīng)成為國內(nèi)唯一、國際上為數(shù)不多的能夠研制和生產(chǎn)新一代強(qiáng)流金屬離子注入機(jī)之一，獲得了2項(xiàng)技術(shù)新型專利。北京師范大學(xué)低能核物理研究所和北京有色金屬研究院合作，在國際上首先開展 M EVVA源離子注入材料表面改性研究及其應(yīng)用，十多年來取得了許多重要的突破和進(jìn)展，并獲得了3項(xiàng)發(fā)明專利?？傊谠O(shè)備研制和表面處理技術(shù)兩方面均已具備了將此項(xiàng)高技術(shù)推向市場，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。

在國家863計(jì)劃的大力支持下，經(jīng)過十多年的研究和開發(fā)， M EVVA源金屬離子注入表面技術(shù)在硬件（設(shè)備）和軟件（工藝）兩方面均已取得了重要的突破和進(jìn)展，并已具備了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。在設(shè)備方面，完成了 M EVVAIIA－H、MEVVAII－B和MEVVA50型3種不同型號 M EVVA源的研制，主要性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。僅“九五”期間，就已先后為臺灣地區(qū)、香港地區(qū)和國內(nèi)大學(xué)研究所和工廠生產(chǎn)了15臺 M EVVA源離子注入機(jī)或 M EVVA源鍍膜設(shè)備。

M EVVA源離子注入機(jī)的應(yīng)用，使強(qiáng)流金屬離子注入變得更簡便、更經(jīng)濟(jì)，效率大大提高，十分有利于這項(xiàng)高新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。在表面優(yōu)化工藝方面，鋼制切削工具、模具和精密運(yùn)動耦合部件3大類、7個品種的 M EVVA源離子注入表面處理，取得了延壽3－30倍的顯著優(yōu)化效果，并已通過國家部委級技術(shù)鑒定，成果屬國際先進(jìn)水平。本項(xiàng)目立項(xiàng)之初，國內(nèi)外有不少人對離子注入材料表面改性的應(yīng)用前景比較悲觀，其中一個重要的原因是英國和美國等工業(yè)發(fā)達(dá)國家的一些著名實(shí)驗(yàn)室對于麻花鉆等金屬切削工具的離子注入表面改性的工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)屢屢受挫。我們經(jīng)過分析，改進(jìn)了工藝，取得了提高麻花鉆片、片銑刀和三面刃銑刀等金屬切削工具使用壽命10倍左右的顯著成效，在國際上首次取得了這一方面的突破，并首先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，受到了國內(nèi)外的重視。

這項(xiàng)高新表面處理技術(shù)的優(yōu)越性、實(shí)用性及其廣闊的市場前景已被越來越多的部門和單位所賞識，得到越來越廣泛的應(yīng)用。

根據(jù)我們多年來的研究與開發(fā)，同時(shí)借鑒近年來國際上的新進(jìn)展， M EVVA源金屬離子注入特別適用于以下幾類工模具和零部件的表面處理：（1）金屬切削工具（包括各種用于精密加工和數(shù)控加工中使用的鉆、銑、車、磨等工具和硬質(zhì)合金工具），一般可以提高使用壽命3－10倍；（2）熱擠壓和注塑模具，可使能耗降低20％左右，延長使用壽命10倍左右；（3）精密運(yùn)動耦合部件，如抽氣泵定子和轉(zhuǎn)子，陀螺儀的凸輪和卡板，活塞、軸承、齒輪、渦輪渦桿等，可大幅度地降低摩擦系數(shù)，提高耐磨性和耐蝕性，延長使用壽命最多可以達(dá)到100倍以上；（4）擠壓合成纖維和光導(dǎo)纖維的精密噴嘴，可以大大提高其抗磨蝕性和使用壽命；（5）半導(dǎo)體工業(yè)中的精密模具，罐頭工業(yè)中的壓印和沖壓模具等，可顯著提高這些貴重、精密模具的工作壽命；（6）醫(yī)用矯形修復(fù)部件（如鈦合金人工關(guān)節(jié)）和手術(shù)器具等，其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益非常好。

這項(xiàng)高技術(shù)是一個方興未艾的新興產(chǎn)業(yè)，硬件設(shè)備的處理能力和效率有待進(jìn)一步提高，在軟件（離子注入材料表面改性技術(shù)）方面，也有待進(jìn)一步深化和細(xì)化，其應(yīng)用范圍也有待不斷擴(kuò)大。

背景介紹

該項(xiàng)863課題是從1988年開始啟動的，它為我們提供了一個千載難逢的機(jī)遇。當(dāng)時(shí)離子注入材料表面改性正處于新突破的前夜，有許多人對其應(yīng)用前景比較悲觀，我們成為這一項(xiàng)目的唯一申請者，幾乎沒有遇到競爭者。我們在廣泛而深入地研調(diào)國際離子束材料表面改性發(fā)展動向的基礎(chǔ)上，根據(jù)我們所的技術(shù)優(yōu)勢，敏銳地捕捉到當(dāng)時(shí)國際上還剛剛問世的 M EVVA源這一新技術(shù)，提出了把它應(yīng)用于強(qiáng)流金屬離子注入材料表面改性的發(fā)展方向。因?yàn)?M EVVA源的發(fā)明者布朗博士發(fā)明 M EVVA源的本意是用于核物理研究，因此我們提出這一設(shè)想是一次技術(shù)創(chuàng)新，并且符合國際發(fā)展的需要和趨勢，至今，離子注入依然是 M EVVA源的主要用途。我們之所以能夠爭取到這個項(xiàng)目，還因?yàn)槲覀冊陔x子注入材料表面改性技術(shù)上在國內(nèi)有優(yōu)勢。我們是國內(nèi)最早開展離子注入并在國際上有一定影響的單位之一。

國內(nèi)外發(fā)展概況美國的 I SM Tech．公司是國際上生產(chǎn) M EVVA源離子注入機(jī)的專業(yè)公司，在綜合技術(shù)水平上處于國際領(lǐng)先。上世紀(jì)90年代以來先后研制生產(chǎn)了幾種不同類型的商用 M EVVA源離子注入機(jī)。最近報(bào)道的一種多 M EVVA源離子注入機(jī)，在真空室里配備了4臺 AVIS80－75MEV- VA源，總束流可達(dá)300mA，總束斑面積可打12，000cm2，是目前世界上束流最強(qiáng)的 M EVVA源離子注入機(jī)。歐美工業(yè)發(fā)達(dá)國家的離子注入表面處理技術(shù)這一新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況良好，如美國的 S PIRE公司和ISM Tech．公司、英國的 A EA Industrial Tech．，Tec Vac和Tech－Ni－Plant、法國的 N itruvid和IBS、西班牙的INASMET和AIN、德國的 M AT和丹麥 D TI Tribology Centre等均已經(jīng)取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，起了很好的示范作用。他們已經(jīng)將金屬離子注入的費(fèi)用降低到＄0．05－0．5／cm2的水平，可以被包括醫(yī)療、航空、航天、機(jī)械等廣泛的領(lǐng)域和部門所接受。北京師范大學(xué)低能核物理研究所和北京有色金屬研究總院合作進(jìn)行的這一高技術(shù)研發(fā)處于國內(nèi)領(lǐng)先，國際先進(jìn)水平。具體進(jìn)展如前所述。

知識鏈接

離子注入：離子注入技術(shù)是近30年來在國際上蓬勃發(fā)展和廣泛應(yīng)用的一種材料表面改性高新技術(shù)。其基本原理是：用能量為100keV量級的離子束入射到材料中去，離子束與材料中的原子或分子將發(fā)生一系列物理的和化學(xué)的相互作用，入射離子逐漸損失能量，最后停留在材料中，并引起材料表面成份、結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生變化，從而優(yōu)化材料表面性能，或獲得某些新的優(yōu)異性能。

M EVVA源離子注入： M EVVA源是金屬蒸汽真空弧離子源的縮稱。這是上世紀(jì)80年代中期由美國加州大學(xué)伯克利分校的布朗博士由于核物理研究的需要發(fā)明研制成功的。這種新型的強(qiáng)流金屬離子源問世后很快就被應(yīng)用于非半導(dǎo)體材料離子注入表面改性，并引起了強(qiáng)流金屬離子注入的一場革命，這種獨(dú)特的離子注入機(jī)被稱為新一代金屬離子注入機(jī)。

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