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            沈陽科友真空技術有限公司公告
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            我公司與中國科學院金屬研究所、東北大學合作

            2017-04-27 點擊量:

            采用鍍膜技術在工件表面做幾十納米到幾十微米的涂層,以很小的消耗就可以很大程度的提高工件的耐熱、潤滑、耐磨損、抗電子偵查和電子干擾等機械性能和電子性能,提高戰場生存能力,提高如手機部件等的美觀和耐用性、提高汽車零部件如活塞環等的節能性能和壽命,提高各類模具的使用壽命,提高刀具和刃具的切削速度、進給速度和切削效率等等,在軍事、工業生產等許多領域有很現實的應用。
            目前國內開發和生產的此類設備,與國外高端的鍍膜裝備相比,無論在設備性能還是鍍膜工藝上都存在很大的差距,銷售價格也相差3到10倍,同時進口鍍膜裝備對我國軍事領域的使用做了嚴格的限制。鍍膜裝備其主要差距是在鍍膜核心技術上,如鍍膜的靶和弧源等這些關鍵部件性能,因此研發用于提高靶和弧源的等離子體密度和離化率的相關等離子體加強技術,以獲得鍍膜裝備更高的工作特性、沉積速率和沉積質量,是實現優質鍍膜涂層的獲得的技術核心和關鍵。這些工作我們與國外知名企業差距比較大,也是我們前一段時間和今后的工作重點。
                    本項目就是要實現這樣的進步目的。5年來我們在此領域已經做了很多工作,例如采用了復合磁場控制弧源的陰極弧離子鍍裝備,及磁控濺射鍍膜裝備,已經成功為美資控股亞洲第四大汽車零部件生產企業亞新科集團雙環公司開發了汽車活塞環鍍膜裝備,為日本東京一步上市的荏原-JCU(現更名為JCU)公司開發了彩色鍍膜設備,在此技術基礎上,我們與中國科學院金屬研究所和東北大學合作,通過參照國外高端鍍膜裝備而又不模仿其技術,而是在從技術原理出發通過技術開發手段,研發出獲得高密度和高離化率的關鍵技術和部件,準備以專利等自主知識產權的方式,采用復合磁場控制弧源與磁控濺射技術,通過研制可以提高磁場強度和改善分布、大幅度提高電子產額、提高等離子體密度、大幅度提高膜材在等離子體區離化率、提高靶材利用率、增大弧源面積、使涂層表面的大顆粒顯著減少,研制出自己的高密度和高離化率的等離子體增強型鍍膜裝備和相應的工藝,并且在項目執行的階段里實現商業銷售,獲得2000萬以上的銷售額。
                   高密度、高離化率等離子體增強鍍膜技術是歐美知名公司的核心技術,彼此之間相互防范和競爭,對中國更是防范,因為從逐利角度,隨著中國近些年的發展,已經是他們的最大新興市場,而從政治角度,不希望用于軍事目的。為此他們一方面向中國高價銷售該類鍍膜設備,并且簽訂嚴格的不得自我維修和仿制的合同約定(雖然設備的技術水平不是他們最高端和性能最好的),另一方面近年在中國開設鍍膜廠,引導中國的市場,為他們持續占領中國市場進行布局。
                   對于技術核心的部件,國外知名公司各自獨立研發和使用,絕不會單獨銷售。清華大學摩擦學國家重點實驗室承擔2004年國家重大專項(數控機床和機床裝備)中的鍍膜相關課題,科友真空為其設計和制造鍍膜工藝研究的裝備,清華大學需要購置1個進口的弧源配套。清華項目負責人邵教授和渠洪波總經理一起參加在美國召開的2011國際鍍膜大會,準備在大會期間與參展所有的國際知名公司洽談來解決此問題,洽談的國外廠家其中五家直接拒絕,另外一家講:單獨賣1個弧源要100萬美金,但清華大學是中國知名大學,如果配合做示范展示的話,整臺鍍膜設備可以120萬美金優惠賣給學校。這些刺激我們神經的例子還有很多,因此依據物理原理基礎上的設備相關關鍵部件技術和整機的開發工作,接近和達到國外的技術水平,無論從市場角度,從國家發展角度,還是我們個人的心理感受角度,都需要真正的努力去做成,達到足以與之抗衡的水平。
            前期沈陽科友真空與日本JCU公司合作,成功為該公司開發了磁控濺射彩色鍍膜設備,自2011年開始該公司為日本卡西歐公司鍍制手表的彩色涂層,JCU回饋我們說卡西歐在亞洲沒有找到其它能夠替代的鍍膜。這幾年日本和中國一些鍍膜公司在模仿,但都沒有成功。而為亞新科集團雙環公司開發的陰極弧離子鍍裝備,今年五一前已經投產,而該設備旁邊就有5年前從歐洲進口的HAUZER公司生產的同類設備,我們的鍍膜效果已經達到該設備的鍍膜水平,用戶很滿意我們的鍍膜質量。該設備HAUZER公司采用了10厘米電磁多弧源,而科友真空采用了自主開發的10厘米電磁與永磁復合的多弧源。
            有了這些技術基礎,科友真空已經在與中科院金屬所和東北大學進行合作,合作的目的是瞄準國外去年和今年的技術水平,開發出國內新一代的具有自主知識產權的高密度、高離化率等離子體鍍膜的關鍵部件和裝備,并開發一些相應的鍍膜工藝。
                  沈陽科友真空渠洪波博士一直從事真空技術和裝備的開發設計制造和生產組織工作,以他為主的技術開發隊伍有很好的真空技術基礎和設備研發能力,自成立經20年的發展和篩選,匯聚成一支充滿激情不滿足現狀和對國外企業不服輸的實干隊伍,這支隊伍已經做出很多有益的工作,而且可以在今后做出更多有更大的意義的工作。
            中科院金屬所雷浩博士的科研組專注真空等離子體鍍膜技術和工藝研發,他本人歸國后很快建立起相關設備和團隊,在努力做相關研究,而且已經有很好的科研成果,需要進行技術轉化變為生產力,在產業得到應用。
            東北大學藺増博士所帶領的課題組一直在從事真空等離子體技術的理論和理論驗證的實驗研究,對真空等離子體理論和技術有很深的造詣,一些實際應用技術和部件的開發需要理論的指導,而理論又需要通過技術實踐由實際應用進行檢驗和驗證,在產業領域進行實際使用,以提升中國自己的相關設備水平,藺増博士的工作符合這些特點。
            渠洪波、雷浩和藺増博士本來就是很好的朋友,都有對國外高端設備占據國內市場的不服氣和想改變這種局面的堅定信念,而且具備合作精神和吃苦耐勞的品質,以及企業生產組織管理水平和科研水平,以三人為主的合作是典型的產學研合作,優勢互補,自去年起開始合作,已經取得收獲。為了能夠投入更多的精力和工作時間,今年年中相繼通過協議方式進行規范,相信通過優勢互補,產學研結合,能夠取得更大的成績,解決一些國家需求。
                   本項目是以產學研合作方式,從真空等離子體理論和應用技術出發,以國外最新相關部件和裝備的實際效果為目標,進行自我創新而不是單純仿制,在已有技術積累和技術隊伍基礎上,發展高密度、高離化率等離子體增強鍍膜技術的部件和裝備,并且開發一些相應鍍膜工藝,一個是解決國內產學研合作以往的革命不徹底性;二是通過自主研發,以專利和技術訣竅的方式,動搖和打破西方國家的技術壁壘,為國產高端鍍膜技術和裝備尋找新的發展道路;三是通過為國內企業提供高端鍍膜設備,降低這些企業或行業的裝備采購和生產成本,與國外競爭時獲得更大的競爭能力。四是解決部分涉及軍事目的的使用目的,例如科友真空現在與美國西南研究院(SWRI)合作在國內推廣等離子體增強磁控濺射(PEMS)技術,并且在國內已經實現銷售,但因為美國商務部批準的限制,不能夠用于中國的軍事目的,中航工業北京航空制造工程研究所(北京625所)的老用戶擬購買用于飛機發動機部件的鍍膜,SWRI的律師組給予否決。五是通過高密度、高離化率等離子體增強鍍膜技術的部件和裝備的研發,實現高端鍍膜技術和裝備的中國化,從國家角度,先進的技術和裝備靠別人是靠不住的。自力更生、艱苦奮斗,有骨氣和有志氣,在不遠的將來趕上和超過世界先進水平,不僅利國,對我們三個合作方和整個團隊的個人角度,除了利益外,更主要的也是獲得一種心理愉悅、快樂滿足和人生的意義。
                   這些關鍵部件和裝備應用廣泛,可應用于手機、數控機床、機械加工、航空航天、汽車制造、醫療器械、電子產品等行業,使加工效率更高、生產成本更低、產品性能更優,更加節能、更加環保。例如科友真空與國內有色金屬領域知名上市公司在簽約中等離子加強型磁控濺射真空鍍膜機,該裝備鍍膜的應用領域就是電子抗干擾目的,涉及國防應用領域,事關產品性能的水平。再如電鍍鍍鉻,因為有毒有害在世界各地包括國內在逐步進行限制,而真空鍍鉻,在提高等離子體密度和離化率,鍍膜質量和速度都會提高,生產成本可以控制在與現有水電鍍接近,可以達到取代目的。
                   沈陽科友真空技術有限公司從事真空設備的研制與制造已有十多年的歷史了,有豐富的真空鍍膜設備的設計制造經驗,產品在國內外都有很好的聲譽。與日本荏原優吉萊特株式會社合作開發的回旋式磁控濺射鍍膜設備獲得2012年國家科技型中小企業技術創新基金支持,已批量生產,并成功銷往遼寧科技大學、江西科技師范大學、香港納米及先進材料研發院有限公司、印尼CV.EL SHADDAI、北京恒佳永勤科技發展有限公司、深圳市金瑞凱利生物科技有限公司、北京鑫瑞新材料有限公司、杰希優(深圳)科技有限公司(日本JCU)等國內外多家院校和企業,設備穩定性高,鍍膜均勻,用戶非常滿意。
                   為亞新科集團儀征雙環活塞環有限公司生產的多弧離子鍍設備也已經交付用戶使用,設備運轉狀況良好。與美國西南研究院合作的刀具硬質鍍膜技術也完成了樣機的設計,并被中國地質大學(北京)預訂。這些都為本項目的設計和生產提供了經驗并奠定了良好的基礎。在這些技術和制造基礎上,針對高密度、高離化率等離子體增強鍍膜技術和裝備的研發工作已于2015年的3月份開始,公司已為本項目的前期研發工作投入了110萬元的資金,用于樣機的設計,原材料、配套件的采購及加工。同時,與金屬所雷浩課題組的合作也于3月份開始,與東北大學藺増課題組的合作于5月份開始,并且與藺増老師積極組織國內的表面工程裝備聯盟,擬擔任聯盟副主席,為團結國內同行共同奮斗做積極準備。
                   技術指標:本項目所采用的主要(關鍵)技術及應達到的技術性能指標為
            (1)在原來的10厘米弧源基礎上,開發新型的16厘米電磁和永磁磁場控制弧源,使得其使用壽命達到4000Ah;靶材利用率達到50%;
            (2)開發的新型高密度、高離化率等離子體鍍膜技術裝備,極限真空達到1.0×10-4Pa,抽氣速率1小時達到1.33×10-3 Pa,加熱溫度500℃,沉積速率達到2.5微米/小時,裝爐量達到600件以上;
            (3)新型膜系能夠提高工具切削距離達到25米以上,耐指紋膜疏水性達到110°,硬度達到7H;1000g力指定橡皮在鍍膜面反復擦拭2500次,沒有劃痕或剝落,劃擦后接觸角達到100°;光學透過率損失低于5%;
            (4)制備的薄膜的粗糙度控制在0.2微米以內。
                    主要研究內容:
            (1)關鍵技術及核心部件研制。包括磁場模擬及控制技術、大尺寸磁場控制弧源以及高離化率磁控靶設計技術。
            (2)真空系統設計/制造技術。包括流體力學分析、系統優化設計技術以及制造技術。
            (3)鍍膜裝備/工藝一體化研究。包括等離子體診斷、閉環控制技術以及先進膜系的開發工藝。
            (4)產品的外觀工業設計和內部布置的國際化,使得設備從外觀到內在部件符合國際審美觀念和質量標準,包括電氣設計的標準化。
                    創新內容“
            (1)理論技術創新:
            將具有高離化率和較快沉積速率的陰極電弧離子鍍技術和成膜均勻性好可大面積鍍膜的磁控濺射技術相結合并采用磁場控制等方法,有效提高離化率和等離子體的密度,減少大顆粒液滴對涂層的影響,開展有關類金剛石碳膜(DLC)等硬質涂層薄膜的研究。同時在實驗研究過程中通過對DLC等涂層結構的試驗方案包括控制薄膜生長過程中的粒子能量、摻雜和制備梯度結構等方法進行性能優化,以達到對于沉積薄膜涂層結構的精確控制,為其后的項目大規模工業生產應用的實施打下堅實的基礎。
            (2)關鍵部件技術創新:
            在結合電弧技術和磁控濺射技術的基礎上,采用類似空心陰極或離子源等工作原理產生大束流的電子或電子云,在電場和磁場作用下,延長運動軌跡,碰撞軌跡上的等離子體中的原子和分子,提高工作氣體和鍍膜物質的離化率和等離子體密度,以提高涂層的質量和沉積速率。
            (3)整機裝備技術創新:
            結合電弧技術和磁控濺射技術,在結構設計上優化,使得裝備更利于高密度、高離化率等離子體的產生和維持,以獲得優質的硬質涂層。
            (4)復合鍍膜工藝創新:
            在自主知識產權的制備高密度、高離化率等離子體增強鍍膜裝備的上,研發獨立的避開國外工藝專利的穩定可靠有效的涂層工藝,并進一步指導裝備改進和拓展拓寬該鍍膜技術和裝備的應用空間。
            (5)實際應用創新:
            涂層應用市場的創新也是我們的目的。如據eMarketer最新研究報告稱2016年全球智能手機數量將達到21.6億臺,而到2018年,將有50%的手機為智能手機。如今的智能手機在手指滑動屏幕中會產生指紋印,同時手機框容易磨損且框色彩較單一,一定程度上影響了手機的屏幕閱讀效果和美觀程度。在如此龐大智能手機市場里,通過復合工藝鍍膜提高觸摸屏耐指紋特性、中框(邊框)的耐磨性及色彩的多樣性,延長手機使用壽命和提供裝飾多樣性將具有極其重要的實際應用價值。
             
             
             
             

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