CN102041470A - 具有穿孔零件的镀膜工艺及设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种具有穿孔零件的镀膜工艺及设备，涉及零件的表面处理技术领域，解决了现有技术中穿孔周边容易出现凸状物等缺陷的问题。本发明实施例先要固定待镀膜的零件，该零件的待镀膜表面具有穿孔；然后在对所述具有穿孔的待镀膜表面镀膜时，从与所述待镀膜表面相对的背侧向所述零件吹扫穿过所述穿孔的气流。本发明实施例主要用在各种金属熔射涂层工艺、喷涂工艺中，特别是用在金属熔射涂层工艺中。

Description

具有穿孔零件的镀膜工艺及设备

技术领域

本发明涉及零件的表面处理技术领域，尤其涉及具有穿孔零件的镀膜工艺及设备。

背景技术

在太阳能和平板显示器行业中，通常需要在各种零件的基材表面沉积膜层，例如：将硅烷(SiH₄)等气体通入到化学气相沉积(CVD，Chemical Vapor Deposition)设备中、或者通入到等离子体增强化学气相沉积(PECVD，Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)设备中。上述硅烷等气体在射频电场作用下离化生成氮化硅或二氧化硅等物质，并最终沉积形成氮化硅膜层或二氧化硅膜层。

在零件的表面沉积膜层的工艺中，反应腔室内会产生大量的粉末或颗粒物，对膜层沉积工艺影响较大。为了减少粉末或者颗粒物，常用的办法是提高反应室内壁的表面粗糙度，并且有时候还得提高待沉积膜层零件的表面粗糙度，通过粗糙度较高的表面增加对粉末或颗粒物的吸附力，从而减少反应腔室内的粉尘或颗粒物。目前主要有如下两种提高零件表面粗糙度的工艺：

第一、传统的喷砂工艺，具体而言就是往零件的表面喷砂粒，喷出的砂粒高速打到零件的表面，在零件的表面形成微小的凹坑，从而提高了零件表面的粗糙度。

第二、金属熔射涂层工艺，具体而言就是采用熔射的工艺在零件的表面喷涂上一层金属，喷涂上的金属颗粒较大，使得零件表面粗糙度较大。

由于喷砂工艺所能提高的粗糙度相对较小，所以提高零件表面粗糙度的工艺主要就是金属熔射涂层工艺。在采用金属熔射涂层工艺喷涂具有穿孔零件的过程中，特别是在喷涂具有很多细孔的板状零件(Showerhead)的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

喷涂的气流会进入穿孔，并在穿孔周边形成毛刺、碎屑等凸状物缺陷。沉积膜层工艺一般需要用到电场或等离子体，如果在具有毛刺、碎屑等凸状物缺陷的零件表面沉积膜层，使得射频容易在毛刺、碎屑等凸状物的尖端放电，干扰电场的稳定和等离子体的均匀性，从而严重影响沉积工艺的正常进行。

虽然目前可以在金属熔射涂层工艺中往穿孔中塞上销钉，减少穿孔引起的毛刺、碎屑等凸状物缺陷。但是，在金属熔射涂层工艺中需要转动销钉以保证销钉不被涂层粘接到零件上，转动销钉的操作相对较为困难，特别是穿孔较多的情况下转动销钉的操作更为困难。

发明内容

本发明的实施例提供一种具有穿孔零件的镀膜工艺及设备，能够通过较为简单的操作减少穿孔周边的凸状物等缺陷。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种具有穿孔零件的镀膜工艺，包括：

固定待镀膜的零件，该零件的待镀膜表面具有穿孔；

在对所述具有穿孔的待镀膜表面镀膜时，从与所述待镀膜表面相对的背侧向所述零件吹扫穿过所述穿孔的气流。

所述气流的为经过气流均匀装置处理后的均匀气流。

所述气流采用干燥空气、氮气或者惰性气体。

所述镀膜工艺为金属熔射涂层工艺、喷涂工艺或。

所述气流的压力为所述熔射压力的0.4倍至0.6倍；或者所述气流的压力为所述喷涂压力的0.4倍至0.6倍。

一种具有穿孔零件的镀膜设备，包括：

固定装置，用于固定待镀膜的零件，该零件的待镀膜表面具有穿孔；

镀膜装置，设置在所述待镀膜表面的一侧，用于对所述具有穿孔的表面镀膜；

背吹装置，设置在与所述待镀膜表面相对的背侧，用于向所述零件吹扫穿过所述穿孔的气流。

所述背吹装置包括：

气体供应装置，用于提供吹扫用的气体；

气流均匀装置，用于对气体供应装置提供的气体进行均匀处理，并向所述零件吹扫经过处理的均匀气体。

所述背吹装置吹扫的气流采用干燥空气、氮气或者惰性气体。

所述镀膜设备为金属熔射涂层设备、喷涂设备或。

所述背吹装置吹扫气流的压力为所述熔射压力的0.4倍至0.6倍；或者所述气流的压力为所述喷涂压力的0.4倍至0.6倍。

本发明实施例提供的具有穿孔零件的镀膜工艺及设备，由于在对所述具有穿孔的待镀膜表面镀膜时，从与所述待镀膜表面相对的背侧向所述零件吹扫穿过所述穿孔的气流，使得喷涂的气流被背侧吹扫且穿过所述穿孔的气流中和，难以进入穿孔，从而减少了穿孔周边的毛刺、碎屑等凸状物。并且发明实施例提供的具有穿孔零件的镀膜工艺及设备只需要吹扫气流就可以了，相对于现有技术中转动销钉的操作而言，本发明实施例的操作相对较为简单。

本发明实施例提供的具有穿孔零件的镀膜工艺及设备，可以运用于太阳能、平板显示器、半导体行业等各种需要在具有穿孔的零件上喷涂膜层的场合中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中具有穿孔零件的镀膜工艺流程图；

图2为本发明实施例中具有穿孔零件的镀膜设备结构原理图；

图3为本发明实施例中待镀膜的气体分配板零件平面图；

图4为采用现有金属熔射涂层工艺的细孔周边示意图；

图5为采用本发明实施例后的细孔周边示意图。

具体实施方式

本发明实施例在喷涂过程采取措施使喷涂的穿孔周边比较规则，从而避免繁琐的后处理工作。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种具有穿孔零件的镀膜工艺，如图1所示，该镀膜工艺包括如下步骤：

101、本发明实施例需要对表面具有穿孔的零件进行镀膜，为此需要将该零件固定，具体的固定方式可以有很多种，本发明实施例并不做具体限定，例如：采用夹具夹住。

102、对所述具有穿孔的待镀膜表面镀膜，同时从与所述待镀膜表面相对的背侧向所述零件吹扫穿过所述穿孔的气流，本实施例可以采用但不限于如下工艺进行镀膜：金属熔射涂层工艺、喷涂工艺。

并且，本发明实施例中具有穿孔的零件材质包括但不限于：铝合金、不锈钢等，膜层的材料主要指铝合金、镍铝合金等金属材料。采用本发明实施例的镀膜工艺之后，喷涂的气流被背侧吹扫且穿过所述穿孔的气流中和，难以进入穿孔，从而减少了穿孔周边的毛刺、碎屑等凸状物。并且发明实施例提供的具有穿孔零件的镀膜工艺及设备只需要吹扫气流就可以了，相对于现有技术中转动销钉的操作而言，本发明实施例的操作相对较为简单。

为了保证背侧吹扫的气流能够均匀地穿过所述穿孔，从而使得各个穿孔周边的镀膜较为均匀，本发明实施例中所采用的气流的为经过气流均匀装置处理后的均匀气流。

为了保证背侧吹扫的气流不会与镀膜发生反应，本发明实施例中的气流尽量采用不易于镀膜层发生反应的气体，具体可以采用但不限于：干燥空气、氮气或者惰性气体。其中，采用氮气作为背侧吹扫气流的气体还可以起到冷却零件的作用，使零件能够在喷涂中减少因为高温烈焰产生的变形，在对铝合金等遇热易变形的零件喷涂工艺中，本发明实施例提供的具有冷却功能的气体尤为重要。

本发明实施例中的镀膜工艺可以为金属熔射涂层工艺、喷涂工艺等需要喷涂涂层的工艺，特别是需要在表面形成粗糙度较高涂层的工艺。当然，本发明实施例所提供的方案也可以应用到在表面形成粗糙度较低膜层的工艺，例如：表面膜层沉积工艺。

所述气流的压力为所述熔射压力的0.4倍至0.6倍，使得穿孔周边的形状较为规整，经过试验总结出气流的压力设定为熔射压力的一半时效果最好，例如：常见的熔射压力为0.2～0.4MPa，背吹压力设定为0.1～0.2Mpa。如果采用的是喷涂工艺，本发明实施例中的吹扫气流的压力一般也设定为喷涂压力的0.4倍至0.6倍。本发明实施例中背侧吹扫气流的压力大小还与待镀膜零件的穿孔比例以及涂层厚度和粗糙度等参数有关，具体而言就是：孔洞比例越小，涂层越厚，需要的压力相对越大。

本发明实施例还提供一种具有穿孔零件的镀膜设备，如图2所示，该镀膜设备包括：固定装置(图2中未示出)、镀膜装置1、背吹装置2。

为了对表面具有穿孔4的零件3进行镀膜，本发明实施例中的固定装置用于固定待镀膜的零件3；本发明实施例在零件3的待镀膜表面的一侧设有镀膜装置1，通过镀膜装置1对所述具有穿孔的表面镀膜，具体而言可以通过镀膜装置1向所述零件3的表面喷涂膜层；为了减少了穿孔4周边的毛刺、碎屑等凸状物，本发明实施例在与所述待镀膜表面相对的背侧设置有背吹装置2，通过该背吹装置2向所述零件3吹扫穿过所述穿孔4的气流5。

背侧吹扫且穿过所述穿孔的气流吹扫涂层，其效果类似用气枪吹制玻璃器具一样，气流强的区域将较少被涂敷到，熔融态的金属将较好的沉积结合在孔洞外区域，从而减少了穿孔周边的毛刺、碎屑等凸状物。并且发明实施例提供的具有穿孔零件的镀膜工艺及设备只需要吹扫气流就可以了，相对于现有技术中转动销钉的操作而言，本发明实施例的操作相对较为简单。

如图2所示，本发明实施例中的背吹装置2包括：气体供应装置21和气流均匀装置22。其中气体供应装置21用于提供吹扫用的气体5，为了保证吹扫的气流5不会与镀膜发生反应，本发明实施例中的气流5尽量采用不易于镀膜层发生反应的气体，所以气体供应装置21所提供的气体包括但不限于：干燥空气、氮气或者惰性气体。上述气流均匀装置22用于对气体供应装置提供的气体进行均匀处理，并向所述零件吹扫经过处理的均匀气体；采用该气流均匀装置22后，背侧吹扫的气流能够均匀地穿过零件的穿孔，从而使得各个穿孔周边的镀膜较为均匀。

本发明实施例所述的镀膜设备主要使一些需要喷涂的设备，例如：金属熔射涂层设备、喷涂设备等。并且本发明实施例中背吹装置2吹扫气流的压力为所述熔射压力的0.4倍至0.6倍，使得穿孔周边的形状较为规整，经过试验总结出吹扫气流的压力设定为熔射压力的一半时效果最好，例如：常见的熔射压力为0.2～0.4MPa，背吹压力设定为0.1～0.2Mpa。如果采用的是喷涂工艺，本发明实施例中背吹装置2吹扫气流的压力一般也设定为喷涂压力的0.4倍至0.6倍。本发明实施例中背侧吹扫气流的压力大小还与待镀膜零件的穿孔比例以及涂层厚度和粗糙度等参数有关，具体而言就是：孔洞比例越小，涂层越厚，需要的压力相对越大。

下面以Showerhead(气体分配板)零件为例，说明采用本发明实施例之后的效果，Showerhead是一个多细孔的板状零件(参见图3)，一般由铝合金或者不锈钢制成，上面均匀分布了数千个直径为1毫米左右的细孔；Showerhead往往还承担电极的功能，需要将射频电压直接加在其上，同时Showerhead使气流更为分布均匀地进入到反应腔室。本实施例中Showerhead零件为750×750mm的不锈钢板，并且其上均匀分布2000个左右直径为1毫米的细通孔；采用镍铝合金进行金属熔射涂层工艺，镍铝涂层厚度为150um～200um，粗糙度Rz为50um。采用熔射压力为0.3Mpa。

如果采用现有技术中的方案进行金属熔射涂层工艺，最后形成的细孔周边形状如图4所示，细孔周边有很多毛刺、碎屑等凸状物，属于不合格产品；如果采用本发明实施例提供的具有穿孔零件的镀膜工艺及设备，并且将背侧吹扫气体设定为压力0.15MPa的氮气，最后形成的细孔周边形状有明显改善，大幅毛刺、碎屑等凸状物，具体如图5所示。

并且，采用本发明实施例提供的方案所需要的改造相对较少，只需要增加在背侧增加背吹装置2就可以实现，改造成本较低，并且使用安全可靠。在需要针对不同的喷涂工艺进行调整时，只需要控制背吹气流的压力就可以，这种参数调节相对较为灵活，容易调整到较满意的效果。

本发明实施例主要用在各种金属熔射涂层工艺、喷涂工艺中，特别是用在金属熔射涂层工艺中。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种具有穿孔零件的镀膜工艺，其特征在于，包括：

固定待镀膜的零件，该零件的待镀膜表面具有穿孔；

在对所述具有穿孔的待镀膜表面镀膜时，从与所述待镀膜表面相对的背侧向所述零件吹扫穿过所述穿孔的气流。

2.根据权利要求1所述的具有穿孔零件的镀膜工艺，其特征在于，所述气流的为经过气流均匀装置处理后的均匀气流。

3.根据权利要求1所述的具有穿孔零件的镀膜工艺，其特征在于，所述气流采用干燥空气、氮气或者惰性气体。

4.根据权利要求1所述的具有穿孔零件的镀膜工艺，其特征在于，所述镀膜工艺为金属熔射涂层工艺或喷涂工艺。

5.根据权利要求4所述的具有穿孔零件的镀膜工艺，其特征在于，所述气流的压力为所述熔射压力的0.4倍至0.6倍；或者所述气流的压力为所述喷涂压力的0.4倍至0.6倍。

6.一种具有穿孔零件的镀膜设备，其特征在于，包括：

固定装置，用于固定待镀膜的零件，该零件的待镀膜表面具有穿孔；

镀膜装置，设置在所述待镀膜表面的一侧，用于对所述具有穿孔的表面镀膜；

背吹装置，设置在与所述待镀膜表面相对的背侧，用于向所述零件吹扫穿过所述穿孔的气流。

7.根据权利要求6所述的具有穿孔零件的镀膜设备，其特征在于，所述背吹装置包括：

气体供应装置，用于提供吹扫用的气体；

气流均匀装置，用于对气体供应装置提供的气体进行均匀处理，并向所述零件吹扫经过处理的均匀气体。

8.根据权利要求6所述的具有穿孔零件的镀膜设备，其特征在于，所述背吹装置吹扫的气流采用干燥空气、氮气或者惰性气体。

9.根据权利要求6所述的具有穿孔零件的镀膜设备，其特征在于，所述镀膜设备为金属熔射涂层设备或喷涂设备。

10.根据权利要求9所述的具有穿孔零件的镀膜设备，其特征在于，所述背吹装置吹扫气流的压力为所述熔射压力的0.4倍至0.6倍；或者所述气流的压力为所述喷涂压力的0.4倍至0.6倍。

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