不锈钢、钛合金还是锌合金？不同材质工件如何匹配合适的PVD镀膜设备与工艺？

1. 不锈钢：高硬度与色彩丰富的选择

• 设备选型：推荐选用多弧离子镀或磁控溅射设备。多弧离子镀离化率高，金属质感强，适合生产金色、黑色等深色系；磁控溅射则表面极其光滑，无大颗粒，适合对光洁度要求高的镜面产品。
• 工艺要点：
  • 温度控制：装饰性镀膜建议控制在150℃-200℃之间。虽然不锈钢耐温性好，但过高的温度（>400℃）可能导致碳化物析出，降低耐腐蚀性。
  • 前处理：必须抛光和清洗。不锈钢的高光效果70%取决于预处理，需通过电解抛光实现原子级平整，以确保PVD膜层色泽均匀。
  • 典型应用：电梯板、门把手、手表壳。

2. 钛合金：强化耐磨与生物相容性

• 设备选型：多弧离子镀是主流选择，因其高能离子流能深入基体微孔，增强结合力。对于需要高精度的刀具或模具，建议采用中频或射频磁控溅射设备。
• 工艺要点：
  • 过渡层设计：由于钛合金较活泼，通常需先沉积一层纯钛（Ti）作为过渡层，以缓解涂层与基材间的应力集中，防止膜层开裂。
  • 温度与偏压：沉积温度通常在300℃-500℃以优化结晶度。需施加较高的基片负偏压（-100V至-200V），利用离子轰击清洗表面并增强膜层致密度。
  • 涂层选择：常用TiN（金色）、TiAlN（耐磨）或DLC（类金刚石，高硬度）。
  • 典型应用：手术器械、高尔夫球头、眼镜架。

3. 锌合金：需谨慎的低温与打底工艺

• 设备选型：必须选用具备精确低温控制能力的多弧离子镀设备。设备应配备高效冷却系统，确保炉内温度稳定在140℃以下。
• 工艺要点：
  • 打底层（关键）：严禁直接镀PVD。必须先镀一层铜（Cu）或镍（Ni）打底层（通常结合水电镀），以隔绝基材并增加硬度，防止PVD高温破坏基体。
  • 低温沉积：严格控制沉积温度在140℃左右。温度过高会导致底层起泡，温度过低则膜层疏松。
  • 前处理要求：锌合金压铸件常有微孔，前处理必须确保无缺陷、无油污，否则高温下气体逸出会造成针孔。
  • 典型应用：卫浴龙头、拉手、车标。

总结：选型对比表