物理气相沉积技术（PVD）-兰州理工大学温州泵阀工程研究院

科技成果信息表

成果名称

物理气相沉积技术（PVD）

所属领域

材料表层改性

成果简介

1、技术原理及特点

物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)技术是在真空条件下，采用物理方法将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。PVD技术可以在球阀表面沉积多种金属（Ti、Zr、Cr、W等）的碳化物和金属（Ti、Zr、Cr等）的氮化物以及其它二元或多元合金的氮化物、碳化物纳米化涂层，这些薄膜普遍具有高硬度、高耐磨性、耐腐蚀性和抗高温性。

2、关键技术及指标

对比项目	喷焊镍基合金	喷涂碳化钨	国外复合涂层	PVD复合涂层
硬度	650 HV	1200 HV	1600 HV	2000 HV
厚度	≥1000μm	≥200μm	≥150μm	≥150μm
涂层结合强度	优	差	良	良
耐蚀性	优	一般	优	优
最高使用温度	425℃	350℃	400℃	650℃
变形量	大	大	-	小

本成果利用自主设计研发的超硬耐蚀镀膜装置，运用PVD工艺在球阀球体及其它阀门密封构件表面制备TiN或CrN、ZrN等超硬耐蚀涂层，改善其表面综合物理特性，使其具有更高的硬度和耐磨性，以及低摩擦系数和良好的化学稳定性，且无需二次加工，能够大大提高阀门产品的使用寿命。与国内外不同工艺涂层性能指标对比如下表所示。

转化应用

前景

本成果为绿色环保技术，在涂层的制备过程中没有废水、废液、废气和噪音的污染和排放，是部分替代传统湿法电镀的一种环保技术，符合“绿色制造业”理念。PVD涂层不仅可以在阀门关键件上运用，还能够运用在需要高耐磨要求的机械零部件上，如齿轮、活塞、轴承、气门顶杆、机加工刀具、模具及冲压部件，已为超达阀门、方正阀门、凯喜姆阀门、环球阀门、格兰夫水泵、东风煤机、麦得机器等数十家单位提供技术服务，效果显著。

附图说明：

PVD超硬耐蚀镀膜装置

PVD处理后的球体

带压试验后的Ni60球体（左）和PVD复合处理球体（右）磨损对比

PVD工艺处理的冲头

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