真空PVD镀膜涂层在医疗器械中的价值

2018-09-18

将PVD涂层应用于医疗设备可以提供美学和功能优势。以下是一些常见问题的解答。

物理气相沉积（PVD）是一种真空镀膜工艺，许多人知道常用于提高切削刀具的性能。但北京丹普表面技术有限公司的真空镀膜机设备可以提供阴极电弧PVD涂层服务可提供更硬，更润滑的产品，与未涂层工具相比，可将工具寿命提高10倍。耐磨表面。

此外，医疗设备制造商越来越多地使用PVD涂层来区分其设备的外观与类似产品和/或增强其设备的性能，因为硬质惰性涂层具有生物相容性，不会与骨骼发生反应，组织或体液。涂覆PVD涂层的医疗器械的实例包括干扰器，钻头和针头，以及用于各种装置组件以及牙科应用的“磨损”部件。

PVD涂层可提供更好的边缘保持力，因此涂层手术器械仍保持清晰。对于其他设备，它们可以减少配套不锈钢部件之间的磨损，并有助于防止氧化和腐蚀。

PVD涂层的常见问题：

什么是阴极电弧PVD工艺？

阴极电弧PVD是使用电弧焊机从真空室内的固体源材料蒸发各种金属的过程。蒸发的金属，例如钛，铬，锆，铝和各种其它合金，与气体（通常是氮气和/或含碳气体）反应，形成冷凝在待涂覆部件上的涂层材料。

阴极电弧PVD产生高水平的金属电离（超过95％），这有助于确保高度涂层对基板材料的粘附。该方法通常具有宽的操作窗口，使得可以使用各种工艺参数沉积优质涂层。其他涂层工艺，例如溅射或离子电镀，不那么坚固并且具有较小的操作窗口，使得它们更难以始终如一地生产高质量的涂层。

涂装前需要做哪些准备工作？

为了获得良好粘附的涂层，待涂覆的部件是清洁的非常重要。零件表面必须不含氧化物，EDM重铸和有机薄膜，因为这些污染物会对涂层质量产生不利影响。

为了在涂覆之前去除污染物，涂层公司使用诸如抛光，翻滚，酸蚀刻以及砂和玻璃珠喷射等技术。然而，这些技术中的一些可以改变被涂部件的表面光洁度，因此PVD涂层公司经常与客户合作开发满足客户对涂层质量和部件外观需求的工艺。

涂层过程会对锋利边缘产生不利影响吗？

如果零件具有锋利的边缘，则不会使用可能对边缘清晰度产生不利影响的清洁过程。此外，如果涂覆微小或非常脆弱的部件，可以进行涂层工艺修改以降低加热和涂层速率。这些改进确保了精致的特征不会过热并且涂层不会太厚。

什么表面处理可以获得最佳效果？

PVD涂层非常薄（通常为0.0001至0.0005英寸），通常复制部件的原始表面（除非使用磨料清洁工艺）。零件表面光滑时获得最佳效果。因此，研磨或抛光表面通常会产生比喷砂或哑光表面处理更好的效果。

如果需要在零件的特定区域上进行无光饰面，则最好允许涂布机在零件上生成纹理。零件供应商的纹理可能会对零件的该区域产生污染，这需要一些返工，否定供应商可能依赖的任何节省。

PVD涂层过程中使用了多少温度？

所有表面处理PVD涂层的典型涂层温度约为800°F。涂层温度会改变部件的硬度或导致部件变形（收缩或增长）。为了尽量减少这种可能的影响，我们建议将热敏部件在900至950°F的温度下进行回火处理，然后再进行涂层处理。

可以涂哪些类型的材料？

PVD涂层可应用于大多数能够承受加热至800°F的金属。常用的医用材料包括303,440C和17-4不锈钢; 钛合金; 和一些工具钢。PVD涂层通常不适用于铝，因为涂层工艺的温度接近材料的熔点。

什么涂层通常用于医疗器械？

医疗器械通常是四种PVD涂层。最常用的是氮化钛（TiN），其厚度范围为0.0001至0.0002英寸，维氏硬度范围为2,400至2,600Hv，以及金色。

第二种最常见的医用涂层是铝钛氮化物（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，炭黑色表面。

另外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2,400Hv，银色表面处理。Alpha是一种多层涂层，其顶层具有氮化锆（ZrN）并产生银 - 金色。它的厚度范围为0.0001至0.0002英寸，硬度最高，范围为4,400至4,600 Hv。由于其更高的硬度，润滑性和耐磨性，这种涂层可以比TiN长两到四倍。

PVD与化学气相沉积（CVD）涂层工艺相比有哪些优势？

与CVD相比，PVD涂层在低得多的温度下涂覆，PVD涂覆的部件在涂覆后不必再次进行热处理。此外，PVD复制了原本在零件上的表面光洁度，而CVD涂层产生了无光泽的光洁度，除非零件在涂层后进行抛光。

PVD比阳极氧化有什么优势？

涂覆钛合金涂层，PVD比阳极氧化更耐磨，并且随着时间的推移保持其颜色更好。

除医疗器械和切割工具外，PVD涂层还常用于提高冲压工具，成型工具和注塑成型磨损部件的性能和使用寿命。