1.1 השפעת הזרם על הדפוס שלשכבת חיפוי
נוֹכְחִי(A) | Depth (של היתוך)(mm) | Fגובה קרקע(mm) | רוֹחַב(mm) |
70 | 0.19 | 4.26 | 16.41 |
80 | 0.35 | 4.07 | 17.08 |
90 | 0.88 | 3.43 | 17.48 |
100 | 1.03 | 2.73 | 17.58 |
110 | 1.25 | 2.65 | 18.14 |
טבלה 3.1 גיאומטריה של חתך שכבת חיפוי עם זרמים שונים
ככל שהזרם עולה, העומק והרוחב של שכבת החיפוי גדלים וגובה השכבה יורד. זה נובע מהעלייה בזרם, החום שנוצר לא רק ימיס את מתכת החיפוי, אלא גם חלק מהמסת המצע, החיפוי וערבוב המצע מתרחשת, כך ששכבת החיפוי בכללותה שוקעת, וכתוצאה מכך עולה עומק היתוך, גובה השכבה יורד; ולהגדיל את הזרם, מה שהופך את קשת הפלזמה גסה יותר, להגדיל את טווח הטמפרטורות של מקור החום, יכולת התפשטות הבריכה המותכת במצע חזקה יותר, כך שרוחב הבריכה המותכת גדל.
1.2 ההשפעה שלהַלחָמָהמהירות על יציקת שכבת החיפוי המותכת
מהירות ריתוך(מ"מ/שנייה) | Depth (של היתוך)(mm) | Fגובה קרקע(mm) | רוֹחַב(mm) |
4 | 1.17 | 4.34 | 17.61 |
5 | 1.06 | 2.73 | 17.58 |
6 | 0.35 | 2.61 | 16.96 |
7 | 0.13 | 2.55 | 15.01 |
8 | — | — | — |
טבלה 3.2 גיאומטריית חתך של שכבות חיפוי מותכות במהירויות ריתוך שונות
עם עליית מהירות הריתוך, עומק האיחוי של שכבת החיפוי יורד, גובה השכבה מראה תחילה ירידה חדה ואז אט אט הולך וקטן, הרוחב יורד. כאשר מהירות הריתוך היא 4 מ"מ לשנייה, עם עליית מתכת החיפוי במידה מסוימת, עומק ההיתוך הוא 1.17 מ"מ, בשלב זה, כניסת החום ליחידת אורך לא יכולה לגרום לחומר הבסיס להימס עוד יותר, שכבת חיפוי ההיתוך ממשיכה להיערם בגובה גובה השכבה של 4.34 מ"מ; מהירות הריתוך עולה ל-5 מ"מ/שניה, קלט החום ליחידת אורך, כמות הזנת החוט מופחתת, כך שעומק ההיתוך, גובה השכבה, הרוחב מופחתים; אם מהירות הריתוך ממשיכה לעלות, כאמור לעיל, כניסת החום אינה מספקת בשלב זה, רק חלק קטן מחומר הבסיס יכול להמיס, גובה שכבת חיפוי היתוך מראה תחילה ירידה חדה ולאחר מכן אט אט הופך קטן יותר, הרוחב הוא מוּפחָת. אם מהירות הריתוך ממשיכה לעלות, כאמור לעיל, כניסת החום בשלב זה אינה מספקת, ניתן להמיס רק חלק קטן מחומר הבסיס, נראה ששכבת חיפוי ההיתוך אינה צנועה, וכתוצאה מכך הפחתה גדולה יותר של עומק ההיתוך, בעוד שגובה השכבה מצטמצם פחות.
1.3 השפעת מהירות הזנת החוטים על יציקת שכבת החיפוי
הזנת חוט spped(מ"מ/שנייה) | Depth (של היתוך)(mm) | Fגובה קרקע(mm) | רוֹחַב(mm) |
40 | 1.43 | 2.24 | 19.91 |
50 | 1.25 | 2.56 | 18.86 |
60 | 1.03 | 2.73 | 17.58 |
70 | 0.71 | 3.46 | 15.82 |
80 | 0.16 | 5.16 | 14.20 |
טבלה 3.3 מידות גיאומטריות של חתך שכבת החיפוי במהירויות הזנת חוטים שונות.
ככל שמהירות הזנת החוטים עולה, העומק והרוחב של שכבת החיפוי יורדים וגובה השכבה עולה. זה נובע מהעובדה שכאשר הזרם ומהירות הריתוך בטוחים, כניסת החום ליחידת אורך בטוחה, ועם העלייה במהירות הזנת החוט, כמות חוט המילוי ליחידת אורך גדלה, וצרכי מתכת החיפוי כדי לספוג יותר חום, וכאשר הכנסת החום אינה מסוגלת להמיס לחלוטין את כל שכבת החיפוי, חלק החומר הבסיסי פחות נמס, כך שעומק ההיתוך יורד, וגובה השכבה עולה, ויכולת ההתפשטות של מתכת חיפוי קרוב לחלק החומר הבסיסי מתדרדרת, כך שהרוחב יורד במהירות. הרוחב יקטן במהירות.
לסיכום, פרמטרי תהליך יעילים של חיפוי קשת פלזמה 2205 דופלקס שכבת נירוסטה נעים בין: זרם 90 A ~ 110 A, מהירות ריתוך 4 מ"מ / שניות ~ 6 מ"מ / שניות, מהירות הזנת חוט 50 מ"מ / שניות ~ 70 מ"מ / שניות, קצב זרימת גז היונים של 1.5 ליטר לדקה.
2 בהתבסס על שיטת משטח התגובה של אופטימיזציה של פרמטרי תהליך יצירת שכבת חיפוי היתוך
שיטת משטח תגובה (שיטת משטח תגובה, RSM) היא שילוב של עיצוב ניסיוני וטכניקות סטטיסטיות של שיטות אופטימיזציה, ניתוח נתוני הבדיקה, ניתן להפיק מגורם ההשפעה ומערך התגובה של פונקציית ההתאמה ומפת פני השטח התלת מימדית. , יכול לשקף באופן אינטואיטיבי את גורם ההשפעה ואת ערך התגובה של הקשר בין הבדיקה בפועל יש תפקיד חיזוי, אופטימיזציה. בהתבסס על הסיבות לעיל, הבחירה של RSM בתכנון המרוכב המרכזי (עיצוב מרוכב מרכזי, CCD) לפיתוח תוכנית אופטימיזציה של תהליכים, כדי לחקור את הזרם, מהירות הריתוך, מהירות הזנת החוטים וקצב דילול שכבת חיפוי היתוך, יחס רוחב-גובה של הקשר בין הזרם, מהירות הריתוך, מהירות הזנת החוט וקצב דילול שכבת חיפוי היתוך, ומידול מתמטי, הנגזר מפרמטרי התהליך וקצב הדילול, היבט יחס של הפונקציה, כדי להשיג את החיזוי של איכות שכבת חיפוי היתוך.
2.1 השפעת פרמטרי התהליך על קצב הדילול של שכבת החיפוי.
טבלה 3.8 תוצאות אופטימיזציה של תהליך ואימות
קְבוּצָה | X1(A) | X2(mm·s-1) | X3(mm·s-1) | יחס דילול(%) | יחס רוחב-גובה |
קבוצת חיזוי | 99 | 6 | 50 | 14.8 | 4.36 |
קבוצת בדיקה 1 | 99 | 6 | 50 | 13.9 | 4.13 |
קבוצת בדיקה 2 | 99 | 6 | 50 | 15.5 | 4.56 |
קבוצת בדיקה 3 | 99 | 6 | 50 | 14.3 | 4.27 |
שגיאה ממוצעת | 2.9 | 2.3 |
(ריתוך PTA על ידי Shanghai Duomu)
איור 3.16 תוצאות בדיקה של פרמטרים אופטימליים של תהליך (א) קבוצת בדיקה 1; (ב) קבוצת מבחן 2; (ג) קבוצת מבחן 3
שכבת חיפוי איכותית מבקשת לקבל קצב דילול קטן ויחס רוחב-גובה גדול. פרמטרי התהליך האופטימליים הם: זרם 99 A, מהירות ריתוך 6 מ"מ-ש-1, מהירות הזנת חוט 50 מ"מ-ש-1. קצב הדילול הממוצע של שכבת החיפוי שהוכנה בתהליך האופטימלי הוא כ-14.6%, ויחס הגובה-רוחב הממוצע הוא 4.33, והשגיאה הממוצעת בין ערך חיזוי המודל לערך הניסוי היא פחות מ-5%, מה שמעיד על כך שהמודל בעל רמת דיוק גבוהה ואיכות שכבת החיפוי שנוצרת בתהליך האופטימלי טובה.
זמן פרסום: 31 בינואר 2024