使用丙酮和乙醇进行超声波清洗是确保涂层存活的强制性表面制备步骤。 必须彻底清除 M42 高速钢基材上的油脂、灰尘和微观污染物。这种特定的清洁方案是暴露原始基材材料的唯一可靠方法，这是成功溅射的绝对基本要求。
核心要点 可靠的薄膜沉积完全取决于涂层与基材之间的界面。跳过超声波清洗会在油或灰尘留下微观屏障，阻止物理附着，最终导致涂层在髙能溅射过程中或工具使用过程中剥落。
去污的机制
空化效应的力量
超声波清洗机不仅仅是冲洗材料；它们利用髙能量冲击力。
声波在液体中产生微小气泡，这些气泡在 M42 钢表面剧烈破裂。这种现象称为空化，它能物理性地清除简单的浸泡无法去除的顽固污染物。
有机溶剂的作用
超声波机的机械作用与丙酮和乙醇的化学作用相结合。
选择这些特定的有机溶剂是因为它们能够溶解金属制造中常见的油脂和油污。溶剂分解污染物化学键的同时，超声波能量将其从表面剥离。
为什么附着力取决于清洁度
清除“看不见的”屏障
要使溅射薄膜能够粘附，原子必须直接与 M42 钢晶格键合。
油脂、灰尘和氧化物充当中间层。如果存在这些物质，溅射原子将与污染物而不是钢材键合。
确保物理附着
主要参考资料强调，彻底清洁是牢固物理附着的先决条件。
没有这种直接接触，键合强度会大大降低。这种结构上的弱点使涂层容易发生机械故障。
准备不足的风险
即时工艺失败
溅射是一个髙能过程。
如果表面不洁净，沉积本身的应力就可能导致涂层脱落。这会导致产品在真空室内涂层剥落，甚至在产品完成之前。
使用寿命缩短
即使是清洁不当的零件最初看起来还可以，但在应力下很可能会失效。
M42 高速钢通常用于要求苛刻的应用。在服役条件下，残留污染物造成的附着力弱会导致快速分层和工具失效。
为您的目标做出正确选择
为确保您的溅射工艺在 M42 钢上产生高质量、耐用的涂层，请严格遵守此清洁规程。
- 如果您的主要关注点是附着强度： 您必须将超声波溶剂清洗视为关键制造步骤，而不仅仅是冲洗阶段，以清除薄膜和基材之间的所有屏障。
- 如果您的主要关注点是工艺可靠性： 您必须标准化清洁时间和溶剂质量，以防止在溅射循环过程中因剥落而导致的批量故障。
洁净的表面是在髙应力条件下保持涂层完整性的最重要的单一变量。
总结表：
| 步骤 | 试剂/工艺 | 主要功能 |
|---|---|---|
| 化学溶解 | 丙酮和乙醇 | 溶解油污、油脂和有机制造残留物。 |
| 机械作用 | 空化效应 | 通过气泡破裂清除微观灰尘和顽固颗粒。 |
| 表面制备 | 暴露原始基材 | 清除 M42 钢与溅射原子之间的看不见屏障。 |
| 质量保证 | 增强附着力 | 防止在服役期间涂层分层和工具过早失效。 |
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参考文献
- А. E. Litvinov, Etibar Balaev. Parameters of protective carbon films applied on high-speed steels M42 via magnetronic sputtering. DOI: 10.17580/cisisr.2023.01.17
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
