Rivestimenti duri PVD su stampi e utensili da taglio

PVD macchina di rivestimento duro PVD

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1. I rivestimenti duri, formati da processi di deposizione fisica reattiva dei vapori (PVD), stanno diventando ampiamente utilizzati nell'industria dei rivestimenti decorativi e degli utensili.

2. I rivestimenti PVD duri e decorativi sono più resistenti all'usura e alla corrosione rispetto ai rivestimenti decorativi galvanici, come l'oro e l'ottone, che devono utilizzare un topcoat polimerico per la protezione.

3. Tali rivestimenti decorativi e rigidi vengono utilizzati su impianti idraulici, articoli sportivi, articoli per la tavola in metallo, montature per occhiali, ferramenta per porte e altre applicazioni in cui il rivestimento è soggetto ad usura, abrasione e corrosione durante l'uso e la pulizia. Il nitruro di titanio ( TiN) è utilizzato per un rivestimento color oro e il nitruro di zirconio ( ZrN) ha l'aspetto dell'ottone. Il carbonitruro di titanio (TiCxNy) può avere un colore che varia dal bronzo, alla rosa, al viola, al nero, a seconda della composizione. Un produttore di ferramenta per porte offre una garanzia a vita sui suoi infissi rivestiti in PVD.

Come ottenere un film di rivestimento duro di alta qualità?

1. Per ottenere il rivestimento più duro, teso, resistente all'usura e alla corrosione, la temperatura del supporto deve essere la più alta possibile.

2. E bombardamento simultaneo di particelle di dimensioni atomiche energetiche ( Ion-plating ) durante la deposizione reattiva dovrebbe essere utilizzato.

3. Quando si ricopre un substrato sensibile alla temperatura come la plastica, la temperatura deve essere mantenuta bassa e si può usare il bombardamento simultaneo per densificare il film.

4. Una tecnica di rivestimento di materiali termosensibili utilizza la deposizione di molti strati sottili, separati da un periodo di raffreddamento. Questo viene fatto montando le parti su un dispositivo rotante che viene passato più volte davanti alla sorgente di deposizione.

5. I rivestimenti in PVD duro sono utilizzati anche per rivestire macchine utensili come trapani, inserti per tornio, stampi e punzoni, e costosi utensili di formatura (come stampi a iniezione per materie plastiche).

6. Il rivestimento duro PVD è vantaggioso per gli utensili di formazione del rivestimento, in quanto il processo non modifica in modo significativo le dimensioni fisiche del pezzo.

In molti casi i rivestimenti TiN possono essere rimossi dalla superficie dell'utensile, per riparazioni e rilavorazioni, senza attaccare il materiale di supporto.

Generalmente le macchine utensili possono essere riscaldate o piuttosto alte temperature durante il deposito. Ad esempio, nel rivestimento di punte in acciaio temprato, il substrato viene riscaldato a 450℃ o giù di lì prima di iniziare la deposizione. Questo preriscaldamento può essere fatto mediante bombardamento ionico, che pulisce la superficie, o utilizzando altre fonti di riscaldamento nella camera di deposizione.

7. I rivestimenti industriali per utensili hanno generalmente uno spessore da 1 micron a 15 micron. Oltre ad essere duri e densi, i rivestimenti per utensili dovrebbero avere anche un'elevata tenacità alla frattura per inibire l'innesco e la propagazione della frattura, e possibilmente avere qualche sollecitazione di compressione per inibire la propagazione della frattura. I rivestimenti per utensili più comuni sono: TiN, TiCxNy e TiAlN2, mentre altri rivestimenti, come il nitruro di zirconio, il nitruro di afnio, il carburo di titanio e il nitruro di cromo, sono meno utilizzati.