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Rivestimenti duri di PVD/CVD

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Rivestimenti duri di PVD/CVD per gli strumenti antiusura e lo sviluppo delle componenti.

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Gli strumenti e le componenti del macchinario sono gli strumenti chiave di ogni produzione industriale. Durante la loro vita di lavoro, gli strumenti e le componenti sono sottoposti a degradazione intensiva dovuto l'usura corrosiva ed abrasiva combinata e dovuto l'attacco corrosivo degli agenti. Questa degradazione accorcia la vita degli strumenti con un impatto diretto su produttività trattata. Per un paese industriale, i costi relativi alla manutenzione/sostituzione degli strumenti e le componenti può raggiungere 4% del prodotto interno lordo (GIP). Per tutte queste ragioni è fondamentale migliorare la vita degli strumenti e conseguentemente la produttività. La soluzione comunemente usata per migliorare gli strumenti e le prestazioni delle componenti è l'applicazione dei rivestimenti duri protettivi. Il substrato degli strumenti e delle componenti rivestiti duri è protetto da un film sottile (generalmente pochi micrometri densamente) dei materiali duri di cui le caratteristiche principali sono alta durezza ed inerzia chimica. Fragile e costoso, questi rivestimenti protettivi duri sono solitamente inadeguati per il materiale alla rinfusa dello strumento ma girare per essere estremamente efficaci per le applicazioni dei film sottili. I rivestimenti duri si applicano ai substrati con applicazione a spruzzo fisica (PVD) e applicazione a spruzzo chimica (CVD). Entrambe queste tecniche dividono il bisogno di un miscuglio di gas altamente accurato e controllato per ottenere i risultati voluti. Il MCQ risolve questa esigenza con i suoi miscelatori del gas, strumenti professionali dei preparati dei miscugli di gas di precisione e gestione dinamica dei miscugli di gas.

Scelta materiale.

Tutti gli strumenti e le componenti meccaniche sono sottoposti per durare. I rivestimenti protettivi duri specificamente sono stati implementati per ridurre l'usura e quindi l'aumento della vita degli strumenti. Per ogni processo, ci sono tipi differenti di meccanismi che di usura gli strumenti sono sottoposti a (per esempio abrasione, adesione, corrosione, temperatura elevata, materiale ecc. attaccante). Di conseguenza, per scegliere il materiale ricoprente più adatto, è molto importante conoscere quale meccanismo ha il più alto contributo da durare. Attualmente, ci sono due famiglie materiali capaci di compimento della maggior parte dei bisogni di processo industriale: i materiali ceramici ed il diamante sintetico di CVD.

• Materiali ceramici.

Il materiale ceramico è un termine generico che si riferisce ad una famiglia numerosa dei composti, caratterizzata da alta durezza e da inerzia chimica. I composti principali usati per le applicazioni dure dei rivestimenti sono nitruri e carburi dei metalli di transizione, particolarmente di titanio (Ti), del cromo (Cr) e dello zirconio (Zr). Questi tipi di rivestimenti duri sono non solo adatti ad applicazioni antiusura. Ogni composto ha caratteristiche peculiari che contribuiscono a migliorare l'utilità materiale. I rivestimenti di titanio del nitruro (latta) notevolmente migliorano i substrati resistenza della corrosione e durano ma inoltre sono usati per le applicazioni mediche degli impianti (dovuto la loro natura non tossica) e per gli scopi decorativi (dovuto l'aspetto dell'oro della latta). Il carburo di titanio (tic) ed il nitruro del cromo (CrN) sono particolarmente adatti a rivestimenti protettivi dell'ossidazione e di corrosione mentre il nitruro dello zirconio (ZRN) è usato spesso per le sue proprietà di refrattarietà.

• Diamante di CVD

Gli strumenti con le inserzioni naturali o sintetiche del diamante sono ampiamente usati per le applicazioni industriali, particolarmente in lavorazione che non c'è nessuno altro strumento capace di fornitura dei risultati soddisfacenti. Questi strumenti sono particolarmente adatti ad elaborazione dei metalli non ferrosi, dei materiali ceramici e della plastica. Malgrado le loro buone prestazioni, gli strumenti con le inserzioni del diamante tendono ad essere espansivi, spesso insufficiente per gli scopi su grande scala di produzione. Durante le ultime due decadi, la scienza moderna ha affrontato questo problema con lo sviluppo del diamante di deposizione chimica in fase di vapore (diamante di CVD). Invece di piccolo diamante inserisce, questa tecnica offre la possibilità per produrre gli strumenti e le componenti che completamente sono coperte da un film sottile omogeneo del diamante sintetico. Rispetto alla lavorazione delle inserzioni del diamante, la produzione del diamante ha ricoperto gli strumenti presenta molti vantaggi. Costi, poiché il processo del deposito è relativamente economico. Versatilità, poiché i film del diamante possono virtualmente essere depositati su tutto il substrato inorganico con qualunque geometria complessa. L'efficienza, dal prodotto chimico del diamante e le proprietà fisiche sono trasferite sul substrato, modificante soltanto le proprietà della superficie dello strumento e conseguentemente aumentante la sua resistenza all'usura, tagliente la capacità, la durezza, gli strumenti chimici del diamante di CVD di inerzia ecc. sono particolarmente adatte ad elaborare la grafite, materiali compositi (fibre e fiberglasses del carbonio), ceramica verde e le leghe di alluminio e di rame, mentre il diamante di CVD ha ricoperto le componenti pricipalmente sono usate per le applicazioni antiusura.

Fase gassosa e processo di deposito.

I depositi duri dei rivestimenti sono realizzati con i processi di CVD e di PVD. Il deposito catodico dell'arco (arco-PVD), farfugliando il deposito (PVD che farfuglia) e tutte le tecniche CVD in relazione con richiedono l'uso di un miscuglio di gas che contiene i precursori gassosi per la reazione del deposito. Impianti della comunità scientifica al giorno d'oggi per sviluppare costantemente i nuovi e più efficaci rivestimenti duri, in carico e cambianti i processi ed i risultati ottimizzati di parametri di deposito per. Fra tutti i parametri del deposito (lunghezza, temperatura, pressione, ecc.), un ruolo fondamentale sta conducendo la composizione in fase gassosa. Per le applicazioni materiali ceramiche, le regolazioni del miscuglio di gas possono essere hanno regolato per modulare il risultato finale. Le composizioni differenti nel miscuglio di gas concedono produrre i rivestimenti ceramici con le proprietà prodotto-fisiche specifiche, mentre una gestione dinamica della fase gassosa può essere usata per depositare i rivestimenti a più strati ad alto rendimento. Per le applicazioni del diamante di CVD, dirigere la fase gassosa è cruciale. La fase gassosa è composta comunemente di miscela metano/dell'idrogeno, con idrogeno come il gas e metano di attivazione come fonte di carbonio. La concentrazione di specie carbonio-contenenti ha un'influenza significativa sul tasso di crescita, sulla qualità e sulla morfologia di diamante depositato. I piccoli cambi nella composizione nel miscuglio di gas possono danneggiare la struttura del film del diamante, conducente alla formazione di micro-, di nano o ultra il nano-diamante. L'uso di altre specie del gas ha inoltre una forte dipendenza dal prodotto finito. Gli effetti significativi dell'aggiunta di azoto, di ossigeno e dell'anidride carbonica sui film depositati del diamante sono stati studiati bene.

Soluzione di MCQ

Per tutte queste applicazioni, MCQ suggerisce l'uso della sua serie del miscelatore del gas, gli strumenti ideali per i preparati dei miscugli di gas di precisione e le applicazioni dinamiche dei miscugli di gas. Le serie del miscelatore del gas sono prodotti professionali specificamente hanno costruito per lavorare con fino a 6 miscugli di gas non aggressivi delle componenti. MCQ calibra ogni canale dello strumento sulla richiesta del cliente. Le caratteristiche principali di serie del miscelatore del gas sono un'alta precisione (accuratezza di 1% per ogni canale), un'alta ripetibilità (0,16% di valore della lettura) ed il tempo di reazione più veloce per i cambiamenti del punto vincente del valore disponibili sul mercato. Impacchettato con lo strumento, MCQ fornisce al responsabile del miscelatore del gas, un software (compatibile con qualsiasi personal computer di funzionamento del desktop e del computer portatile di Windows) che assicura un modo facile ed intuitivo dirigere dinamicamente le miscele.