T-CAEA 15-2021 真空磁控溅射镀银工艺及质量检验

T/CAEA

15—2021 前言

.................................................................................

II1

...............................................................................

12 规范性引用文件

.....................................................................

13 术语和定义

.........................................................................

14

...............................................................................

44.1

人员

...........................................................................

44.2

材料

...........................................................................

44.3

环境

...........................................................................

44.4

设备、仪表

.....................................................................

44.5

安全与环保

.....................................................................

44.6

工艺

...........................................................................

55 质量要求

...........................................................................

75.1

外观

...........................................................................

75.2

厚度

...........................................................................

85.3

结合力

.........................................................................

85.4

抗硫性

.........................................................................

85.5

可焊性

.........................................................................

85.6

耐蚀性

.........................................................................

85.7

银层的纯度

.....................................................................

96 检验方法

...........................................................................

96.1

外观

...........................................................................

96.2

镀层厚度

.......................................................................

96.3

结合力

.........................................................................

96.4

抗硫性

........................................................................

106.5

可焊性

........................................................................

106.6

耐蚀性

........................................................................

106.7

银层的纯度

....................................................................

107

..............................................................................

107.1 检验分类

......................................................................

107.2 鉴定检验

......................................................................

107.3 质量一致性检验

................................................................

118 包装与储存

........................................................................

118.1 包装要求

......................................................................

118.2 储存条件

......................................................................

12T/CAEA

15—20211范围装储存等。控制与验收。2 规范性引用文件文件。GB/T

3621 GB/T

4135 GB/T

4842 氩GB/T

4955 金属覆盖层

覆盖层厚度测量

阳极溶解库仑法GB/T

4956 磁性基体上非磁性覆盖层

磁性法GB/T

5270 金属基体上的金属覆盖层

电沉积和化学沉积层

附着强度试验方法评述GB/T

6462 金属和氧化物覆盖层

厚度测量

显微镜法GB/T

6463 金属和其它无机覆盖层

厚度测量方法评述GB/T

8923 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB/T

10125 人造气氛腐蚀试验

盐雾试验GB/T

11164 真空镀膜设备通用技术条件GB/T

12609 电沉积金属覆盖层和相关精饰计数检验抽样程序GB/T

12611 金属零（部）件镀覆前质量控制技术要求GB/T

16921 金属覆盖层

覆盖层厚度测量

X射线光谱方法GB/T

21900 电镀污染物排放标准GJB/Z

594A 金属镀覆层和化学覆盖层选择原则与厚度系列HB

5034 零（组）件镀覆前质量要求HB

5335 金属镀覆和化学覆盖工艺质量控制HB

5472

金属镀覆和化学覆盖工艺用水水质规范HB/Z

航空零件喷丸强化工艺JB/T

8946 真空离子镀膜设备3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。T/CAEA

15—20213.1喷砂 sand

blasting化皮及其它污物。3.2喷丸 shot

blasting工工艺。3.3真空磁控溅射镀银

coating

of

magnetron

sputtering表面形成薄膜的过程。3.4真空镀膜设备 vacuum

equipment在真空状态下制取膜层的设备。3.5物理气相沉积（PVD) physical

vapor

deposition物理气相沉积表示在真空条件下，采用物理方法，将材料源（固体或液体）表面气化成气态原子、膜的技术。3.6弧光放电清洗

cleaning片目的的过程。3.7电弧离子镀

deposition熔池蒸发并沉积在基片上的一种镀膜方法。3.8磁控溅射 magnetron

量。3.9离子轰击 ion

靶材离子在负偏压的吸引下高速撞击产品表面，通过去除表面污染物提高膜层与基体之间附着力的过程。3.10镀膜室

真空镀膜设备中实施实际镀膜过程的部件。3.11靶阴极 target

cathode被溅射材料以及固定结构、冷却结构和绝缘材料共同组成的电极。T/CAEA

15—20214 要求4.1 人员操作人员应满足：a)

操作者应经过专业培训，持证上岗；b)

操作前必须穿戴好防护用品。4.2 材料4.2.1 基体材料真空磁控溅射镀银前金属与非金属零件的基体材料质量控制技术应符合GB/T

12611或HB

5034求。4.2.2 工艺材料GB/T

4135、GB/T

362199.99%氩气应符合GB/T

4842的要求，其它工艺材料、辅助材料应符合HB

5335中的第5条要求，工业生产用水应符合HB

5472的要求。4.3 环境4.3.1 供电要求设备供电电源：三相五线、3×380V、50Hz。4.3.2环境要求设备应在1235℃、最大相对湿度的环境条件下工作，室内应洁净、无腐蚀性溶液和易燃易爆气体，应符合HB

5335中的第3条要求。4.4 设备、仪表4.4.1设备4.4.1.1 真空磁控溅射镀银设备真空磁控溅射镀银设备应符合GB/T

11164、JB/T

8946标准要求。真空磁控溅射镀银设备应满足以下技术要求：a)

极限压力：≤7×10

-4

Pa；b)

压升率：≤0.5

Pa/h；c)

镀膜模式：真空磁控溅射。4.4.1.2 其它配套设备所用其它配套设备应符合

5335中的第4条要求。4.4.2 仪表所用仪表应符合HB

5335中的第4条要求。4.5 安全与环保Rm应力消除温度（℃）时间（h）钢制零件Rm＜1050无要求—渗碳件或渗氮件（含回火温度低于

℃的钢制件）—140±≥3碳钢与低合金钢Rm≥1050200±

或低于其最低回火温度

≥4T/CAEA

15—20214.5.1 安全因素4.5.1.1 本标准引用的材料、方法、应用或工艺可能涉及到危险材料的使用，但本标准并未注明这些用途涉及的危害。为了确保健康安全，操作者在上岗之前必须熟悉安全常识和正确使用任何危险材料。4.5.1.2 真空磁控溅射镀银设备在使用过程中，应设置防止触电、烫伤等危险工艺安全性有效识别提示，避免在操作过程中发生安全事故。4.5.1.3 腐蚀性化学品应避免与皮肤、眼睛接触，必要时送医。4.5.2环保因素确认使用，应按GB/T

要求处理后达标排放。4.6 工艺4.6.1 工艺流程镀前验收→前处理→装炉→真空磁控溅射镀银→冷却→出炉→后处理→检验→包装4.6.2 主要工序说明4.6.2.1 镀前验收按GB/T

12611要求验收。4.6.2.2 前处理4.6.2.2.1 消除应力Rm1050

书执行。处理的温度必须低于材料的回火温度，而处理的时间必须是材料级别越高，则处理时间越长，处理条件见表1。镀前未进行消除应力热处理的零件，不得进入下道工序。表1表1 钢件真空镀前消除应力的热处理规定Rm应力消除温度（℃）时间（h）1050＜Rm≤1450200±≥41450＜Rm≤1800200±≥Rm＞1800200±≥20130

T/CAEA

15—2021表

1 表

1 钢件真空镀前消除应力的热处理规定（续）行，特殊情况，消除应力在喷丸之后进行时，其温度不能超过℃。工艺方法及验收要求按HB/Z26执行。4.6.2.2.3 喷砂强度最大值大于1300

的高强度钢，间隔时间不宜超过3小时。工艺方法及验收要求按GB/T

8923执行。4.6.2.2.4除油除油工艺按各单位“工艺规程或技术说明书”规定执行。镀前处理的除油质量，按“目视观察水膜连续性”试验方法检查，30s水膜不破裂为合格。对抗拉强度最大值大于

MPa），电解除油时，不得将零件作为阴极；4.6.2.2.5 浸蚀浸蚀工艺按各单位“工艺规程或技术说明书”规定执行。化色以及锈蚀等物质，零件表面应呈金属本色或灰白或钢灰色等。对抗拉强度最大值大于1300

MPa的高强度钢和弹性零件或冷作硬化状态下的薄壁零件（壁厚≤1mm），严禁强腐蚀。4.6.2.3 装炉4.6.2.3.1 保护使用锡（铝）箔纸、高温绝缘漆或金属保护套等将不镀区域严密地保护起来。4.6.2.4.2 ×10

Pa

4.6.2.4.2 ×10

Pa

～210）℃～4.6.2.4.3 离子刻蚀：抽真空度≤×10

40

V

5

20

V，加到偏压为4.6.2.4.6 中频磁控溅射镀银：真空度：≤5.5×10

，光栅：(10～30)°，偏压：(90～110)V4.6.2.4.7 5.5×10

～30)°～110)V(10～4.6.2.3.2 装挂装挂应满足如下要求：a)

零件应装挂在专用的工装上或使用细铜丝捆扎装挂零件；b)

零件与零件之间保持一定的距离，避免产生屏蔽，防止零件在镀覆过程相互接触；c)

零件与工装的接触面最小，零件装挂必须牢固，避免工装旋转时掉落；d)

零件外形复杂或镀银层均匀分布要求较高时应使用带有行星转动装置的工装。4.6.2.3.3 进炉净的棉质白手套，不得裸手接触零件。4.6.2.4 真空磁控溅射镀银4.6.2.4.1 按真空磁控溅射镀银设备操作规程启动设备；-340）；-1140

V～160

V，稳定(10～30)min；4.6.2.4.4离子轰击：加大偏压(600～800)V

后，用钛柱弧轰击零件(4～6)min；4.6.2.4.5 离子镀银金属：随后降低偏压～100)

V

后，镀银金属(4～6)min；-1流：～，时间：～30)min，镀层厚度：～1)μm。-120)A(3～5)μm～60）min(5～8)μm～90)min。4.6.2.5 冷却关闭溅射电源、偏压电源和给气系统，充入或补充冷却气体，冷却至80℃以下。4.6.2.6 出炉打开真空炉门，将工装连同零件一起取出，注意事项如下：a)

出炉时必须戴好洁净的棉质白手套，不得裸手接触零件；b)

出炉时必须轻拿轻放，不得造成镀层破坏或碰伤零件；c)

蜡纸，包装盘或塑料袋不得有油污、水、酸、碱等影响镀层质量的物质。4.6.2.7 后处理根据要求采用化学、电化学及防银变色处理。5 质量要求5.1 外观5.1.1 颜色T/CAEA

15—2021的银白色。5.1.2 表面特征镀层结晶应细致、均匀。5.1.3 允许缺陷——由于零件表面状态不同，在同一零件上有不均匀的颜色和光泽；——轻微的水印；——锡焊缝处有少量发黄、发暗或起泡；——要求局部镀银的零件在镀与不镀的分界面，向任何一方向位移

1

毫米（工艺文件规定的除外）。5.1.35.1.4不允许缺陷——粗糙、结黑点、斑点、烧焦、起泡、起皮和脱落；——局部无镀层（工艺文件规定的除外）；——镀氢氧化铍的表面有用手指能擦掉的白色粉状物。5.2厚度5.2.1 一般要求银镀层的厚度应符合GJB/Z

594A或技术文件的规定。5.2.2 特殊要求——盲孔、槽和缝的内表面，深度小于或等于

2

倍直径（或宽度），镀层厚度不作规定；深度大于

2

倍直径（或宽度）的部份，允许无镀层。——通孔的内表面，深度小于或等于

3

倍直径（或宽度），镀层厚度不作规定；深度大于

3

倍直径（或宽度）的部份，允许无镀层。有特殊要求的孔、槽、缝的镀覆深度，由技术文件规定。5.3 结合力镀层应与基体结合牢固，不应产生起泡、起皮和脱落等现象。5.4 抗硫性镀层不变色。5.5 可焊性焊料层应附着光亮、均匀、平滑、无结瘤，无块状物形成。5.6 耐蚀性后不产生红色腐蚀产物，其它基材料镀银耐蚀性试验判断标准出现的腐蚀产物由供需双方约定。序号基体金属加热温度（℃）保温时间（h）1钢铁件300±822铜及铜合金250±823钛及钛合金300±824合金结构钢（40CrNiMoA硬化不锈钢（0Cr17Ni4Cu4Nb）482±825马氏体不锈钢（1Cr17Ni2W2MoV）及铁基高温合金（GH2132）648±82T/CAEA

15—20215.7 银层的纯度银层的纯度应大于或等于99.9%。6 检验方法6.1 外观应在天然散射光线或无反射光的白色透射光下进行目视检验。光照度应不低于300

lux在40

W日光灯下距离500

处的照度），必要时可用3～5倍的放大镜检查。6.2 镀层厚度镀层厚度按以下任一种方法进行试验：a)

6462

≥8

μm

b)

阳极溶解库仑法：按

4955

的规定执行；c)

磁性测量法：按

GB/T

的规定执行；d)

重量测量法按

GB/T

6463

的规定执行；e)

量具测量法：使用千分尺（表）（精确到

2

μm）测量镀前、后零件的厚度，测量应在同一位置上进行，测量应尽可能地选择零件尺寸精度较高的位置；f)

X-

GB/T

16921

≤8

μm

镀层厚度测量的仲裁法）。6.3 结合力按GB/T

5270210倍的放大镜进行检验。表2 热震试验条件序号试验项目检验要求检验方法抽检数量（件）1外观检验5.16.1100%检验2镀层厚度检验5.26.2按

GB/T

1010T/CAEA

15—20216.5 抗硫性按下述任一种测试方法进行：a)

试样在

1%(质量)

15℃～25℃

60

b)

试样在

5%(质量)

15℃～25℃

30

c)