PVD Kaplamalar

Fiziksel Buhar Biriktirme (PVD) kaplamalar, çok çeşitli endüstriyel, endüstriyel olmayan ve kozmetik uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu kaplamalar son derece serttir, sürtünme katsayısı düşüktür; bazıları yüksek çalışma sıcaklıklarına dayanabilir ve genellikle çekici bir renk yelpazesine sahiptir.

PVD kaplamalar çeşitli yüzeylere uygulanabilir: çelikler ve diğer demirli metaller; demir dışı metaller; cam; plastikler; kauçuklar/elastomerler. En yaygın endüstriyel uygulamalar metal kesme ve şekillendirme aletleri; hassas, yüksek toleranslı endüstriyel ve otomotiv bileşenleri; tıbbi cihazlar ve aletler vb.'dir.

'Dekoratif' ve tüketici malları uygulamaları arasında kapı ve tesisat donanımları; mutfak aletleri; ateşli silahlar; tıraş bıçakları vb. yer alır. PVD teknolojisi ayrıca mimari cam ve çizilmeye dayanıklı plastikler ve camlar gibi optik uygulamalar için de yaygın olarak kullanılır. PVD kaplamalar ayrıca manyetik, yarı iletken ve opto-elektronik cihazların üretiminde de önemli bir rol oynar.

HEF Group, PVD kaplamaların önde gelen küresel sağlayıcılarından biridir - özellikle Elmas Benzeri Karbon (DLC) kaplamalar. HEF, yüksek hacimli otomotiv uygulamaları; hassas endüstriyel bileşenler; ateşli silah kaplamaları ve tıbbi uygulamalar için DLC kaplamalar konusunda uzmanlaşmıştır. Şu anda, düşük biriktirme sıcaklıklarını, düzgün ve hassas kaplama kalınlığını ve mükemmel kaplama yapışmasını korurken yüksek biriktirme oranlarını garantilemek için tescilli teknoloji kullanan HEF tarafından tasarlanmış ve üretilmiş ekipmanlar kullanarak PVD ve DLC kaplamalar sunan dünya çapında 25 HEF kaplama merkezi bulunmaktadır.

Proses Tanımı

Sıvı nitrürleme bir yüzey modifikasyon teknolojisi iken, PVD kaplama, bileşenlerin yüzeyine ince (2-10 mikron; 0,0001"-0,0004") filmlerin biriktirilmesini içerir. Yüksek vakum koşulları altında yürütülen PVD kaplama işlemi üç aşamaya ayrılabilir:

• Buharlaştırma - Hedef, kaynak veya katottan malzemenin koparılması.
• Taşıma - Buharlaşan malzemenin kaynaktan kaplanılacak bileşene doğru yolculuğu.
• Yoğunlaştırma - Kaplamanın bileşen yüzeyinde çekirdeklenmesi ve büyümesi.

Malzeme genellikle Titanyum, Krom vb. gibi yüksek saflıkta katı bir kaynaktan püskürtme veya ark deşarjı ile çıkarılır. Taşıma adımı bir plazma ortamı üzerinden yapılır. Plazma, bileşenleri manyetik alanlardan etkilenebilen ve kaynaktan alt tabakaya düz çizgiler veya "görüş hattı" boyunca hareket etme eğiliminde olan yüklü parçacıkların bir koleksiyonudur. Üretmek için kullanılan tekniğe bağlı olarak plazmaya farklı özellikler kazandırılır. Bir PVD kaplama, plazma bileşenleri ve nitrojen gibi reaktif gazlar, Titanyum ve Krom nitrür gibi ince ve çok sert kaplamalar oluşturmak üzere bileşen yüzeyinde birleştiğinde oluşur.

Belirli kimyasal bileşenlerinin ve alt katmanların mimarisinin yanı sıra, bir PVD kaplamanın özellikleri şunlara bağlıdır: iyon enerjisi; metal iyonlarının iyonlaşma derecesi ve alt tabaka yüzeyinde yoğunlaşan atomların hareketliliği. Bir hidrokarbon gazı gibi bir kaynak malzeme kullanılırsa, çok sert, ultra düşük sürtünmeli bir Elmas Benzeri Karbon (DLC) kaplama biriktirilebilir. Bu gaz bazlı işleme PACVD - Plazma Destekli Kimyasal Buhar Biriktirme denir.

Geleneksel ark biriktirme ve magnetron püskürtme dahil olmak üzere geniş bir yelpazede mevcut PVD teknolojileri mevcuttur ve yüksek biriktirme oranları ve yüksek yapışma ve çeşitli mikro yapılara sahip ince filmler üreten teknoloji geliştirmeleriyle birleştirilmiştir. HEF PVD kaplamaları üç farklı teknoloji kullanılarak biriktirilir:

PEMS: Plazma Destekli Magnetron Püskürtme

HEF patentli PEMS, yardımcı bir plazma kaynağıyla geliştirilmiş bir magnetron püskürtme işlemidir. Bu triyot sistemi, malzeme akısı, iyon enerjisi ve alt tabaka önyargısının bağımsız olarak kontrol edilmesini sağlar. PEMS, uygulamaya göre özelleştirilmiş sertlik, yoğunluk ve toklukla çok sayıda yüksek performanslı kaplama sağlayabilir.

CAM: Mikrodalga Destekli Kaplama

CAM, çok düşük bir sıcaklıkta sert ve ultra düşük sürtünmeli kaplamaların biriktirilmesine izin verir. Bir diğer önemli avantaj, düşük basınçta kaplama yapabilme yeteneğidir, bu da kaplama odasının daha verimli kullanılmasına ve üretkenliğin artırılmasına olanak tanır.

M-ARC: Değiştirilmiş ARC

Bu yüksek verimli plazma ark yöntemi, HEF'in yan kuruluşu Northeast Coating Technologies (NCT) tarafından geliştirilmiştir ve ark biriktirmeli kaplamalarla normalde ilişkilendirilen damlacıkları önemli ölçüde azaltır. Bu kaplamalar, çok çeşitli karbon içermeyen PVD kaplamalar için uygun maliyetli bir çözümdür.

Hassas Endüstriyel Aşınma Bileşenleri için DLC / PVD Kaplamalar

PVD/DLC kaplamaların benzersiz tribolojik özelliklerine ek olarak, bu kaplamaların aşağıdaki nitelikleri onları belirli uygulamalar için oldukça çekici bir seçenek haline getirir:

• Malzeme esnekliği:Tedbirli PVD kaplama seçimi, üreticilerin ürün performansından ödün vermeden daha ucuz temel malzemeleri belirlemesine olanak tanır. Temel malzemenin seçimi, malzemenin doğal yüzey sertlik yeteneklerine değil, bileşenin sahip olması gereken toplu mekanik özelliklere dayanır. Yüzey özellikleri, uygun bir PVD kaplama kullanılarak özelleştirilebilir. Bu nedenle, temel malzemenin çok yönlü olması ve toplu ve yüzey özelliklerinin doğru kombinasyonuna sahip olması gerekmez - bu nedenle, daha düşük maliyetli malzeme seçenekleri mümkündür.
• Biyouyumluluk tıbbi ve gıda teması uygulamaları için. Yaygın olarak biriktirilen tüm PVD kaplamalar biyouyumludur ve bu nedenle ortopedik ve spline implantlar; kardiyovasküler cihazlar; ve cerrahi aletler dahil olmak üzere çok çeşitli tıbbi uygulamalar için kullanılır. PVD kaplamalar ayrıca gıda işleme ve işleme ekipmanlarının dayanıklılığını artırmak için yaygın olarak kullanılır.
• Sert krom ve nikel kaplama değişimi Geniş bir performans (dekoratif olmayan) uygulama yelpazesi için. Çoğu tribolojik PVD kaplaması hem krom hem de nikel kaplamadan daha serttir ve bu nedenle üstün aşınma direncine sahiptir. Ek olarak, DLC kaplamaları bu kaplamalardan %300-500 daha düşük bir sürtünme katsayısına sahiptir. PVD kaplama birikimi ayrıca kaplama sürecinde karşılaşılan çevresel sorunlardan hiçbirinden etkilenmez.
• Paslanmaz Çelikler: PVD kaplamalar, paslanmaz çelik bileşenlerinin yüzey sertliğini ve aşınma direncini, korozyon dirençlerinden ödün vermeden iyileştirmek için etkili bir seçenek sunar. PVD kaplamalar, paslanmaz çelik bileşenin yüzey kimyasal bileşimini etkilemez veya değiştirmez - dolayısıyla orijinal ve içsel korozyon direncini korur - ancak aşınma, sürtünme ve aşınma direncinde önemli bir iyileştirme sağlar.
• Yağlayıcı ve gressiz işlemler. Bu, özellikle yağlayıcıların ve greslerin kullanımına izin verilmeyen tıbbi, gıda işleme ve uzay uygulamaları için geçerlidir. Bu uygulamalar için, DLC kaplamalar sürtünmeyi azaltmak için idealdir ve çok etkili bir katı film 'yağlayıcı' olarak hizmet edebilir.

Birçok PVD kaplamanın ve özellikle DLC kaplamaların fiziksel özellikleri, bunları aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli endüstri segmentlerinde ve uygulamalarında kullanılan hassas mekanik bileşenlerin performansını artırmak için ideal bir çözüm haline getirir: