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PVD涂层在医疗设备中的价值-广东振华真空镀膜设备
将PVD涂层应用于医疗设备可同时提供美学和功能优势

物理气相沉积(PVD)是许多厂家都知道的真空镀膜工艺,通常用于提高切削工具的性能。

此外,PVD涂层被医疗器械制造商越来越多地用来区分其器械与同类产品的外观和/或提高其器械的性能,因为硬质惰性涂层具有生物相容性并且不会与骨骼发生反应,组织或体液。公司使用的医疗器械包括牵引器,钻头和针头,以及在各种器械组件以及牙科应用中使用的“易损件”。

PVD涂层具有更好的边缘保持性,因此带涂层的外科器械仍然锋利。对于其他设备,它们可以减少配对的不锈钢组件之间的磨损,并有助于防止氧化和腐蚀。

以下是PVD涂层的一些常见问题:

什么是阴极弧PVD工艺?

阴极电弧PVD是使用弧焊机从真空室内的固体原料中蒸发出各种金属的工艺。蒸发的金属(例如钛,铬,​​锆,铝和各种其他合金)与气体(通常为氮气和/或含碳的气体)反应,形成一种涂层材料,该材料凝结在待涂层部件上。

阴极电弧PVD产生高水平的金属离子化(超过95%),这有助于确保涂层对基底材料的高附着力。该工艺通常具有宽阔的操作窗口,从而可以使用各种工艺参数来沉积优质的涂层。其他镀膜工艺(例如溅射或离子镀)不那么坚固,并且具有较小的操作窗口,这使它们很难始终如一地生产出优质的镀膜。

涂布前需要进行哪些准备工作?

为了获得良好的附着力涂层,非常重要的一点是要涂层的部件必须干净。零件表面必须没有氧化物,EDM重铸和有机膜,因为此类污染物可能会对涂层质量产生不利影响。

为了在涂层之前去除污染物,涂层公司使用了抛光,翻滚,酸蚀以及喷砂和玻璃珠喷砂等技术。这些技术中的一些可以改变被涂零件的表面光洁度,因此,涂装公司经常与客户合作开发一种工艺,该工艺可以满足客户对涂层质量和零件外观的期望。

锋利的边缘会受到涂覆过程的不利影响吗?

如果零件有锋利的边缘,将不使用可能对边缘的锐利度产生不利影响的清洁工艺。另外,如果要涂覆微小或非常易碎的零件,则可以对涂层工艺进行修改,以减少加热和涂层速率。这些修改可确保精致的功能不会过热并且涂层不会太厚。

哪种表面光洁度可以达到最佳效果?

PVD涂层非常薄(通常在0.0001到0.0005英寸的范围内),通常会复制零件的原始光洁度(除非使用磨料清洁工艺)。当零件表面光滑时,可获得最佳结果。结果,研磨或抛光的表面通常比喷砂或磨砂的表面处理效果更好。

如果需要在零件的特定区域上进行哑光处理,最好允许涂布机在零件上产生纹理。零件供应商的纹理化可能会在零件的该区域上产生污染,这将需要一定的返工,从而抵消了供应商可能希望获得的任何节省。

涂层过程中使用什么温度?

PVD涂层的典型涂层温度约为800°F。涂层温度会改变零件的硬度或导致零件变形(收缩或生长)。为了使这种可能的影响最小化,建议在将热敏部件送去涂覆之前,先在900至950°F的温度下回火。

可以涂覆哪些类型的材料?

PVD涂层可用于大多数可承受加热到800°F的金属。常见的涂层医疗材料包括303、440C和17-4不锈钢;钛合金 和一些工具钢。PVD涂层通常不应用于铝,因为涂层工艺的温度接近材料的熔点。

医疗设备通常使用哪些涂料?

最常用的是氮化钛(TiN),其厚度范围为0.0001至0.0002英寸,维氏硬度为2400至2600 HV,并且为金色。

第二种最常见的医用涂层是氮化铝钛(AlTiN),通常称为黑色氮化物或黑色钛涂层。它的厚度范围为0.0001至0.0002英寸,硬度范围为4,000至4,200 HV,并具有炭黑饰面。

其他两种医用涂料是氮化铬(CrN)和Alpha。CrN的厚度范围为0.0001至0.0005英寸,硬度范围为2,200至2,400 HV,并具有银色表面处理。Alpha是一种多层涂层,具有氮化锆(ZrN)作为顶层并产生银金色。它的厚度范围为0.0001至0.0002英寸,并提供最高的硬度,范围为4,400至4,600 HV。

与化学气相沉积(CVD)涂层工艺相比,PVD有什么优势?

与CVD相比,PVD涂层的使用温度要低得多,而且PVD涂层的零件无需在涂层后再次进行热处理。此外,PVD会在零件上复制原始的表面光洁度,而CVD涂层会产生无光泽的光洁度,除非在涂覆后对零件进行抛光。

PVD与阳极氧化相比有什么优势?

PVD比阳极氧化具有更高的耐磨性,并且随着时间的推移,其颜色保持更好。

除医疗设备和切削工具外,PVD涂层还通常用于提高冲压工具,成型工具和注塑成型的磨损部件的性能和使用寿命。