Capas duras de PVD/CVD

Capas duras de PVD/CVD para las herramientas antiusuras y el desarrollo de los componentes.

Las herramientas y los componentes de la maquinaria son los instrumentos dominantes de cada producción industrial. Durante su curso de la vida de trabajo, las herramientas y los componentes se sujetan a la degradación intensiva debido al desgaste erosivo y abrasivo combinado y debido al ataque corrosivo de agentes. Esta degradación acorta el curso de la vida de los instrumentos con un impacto directo en productividad de proceso. Para un país industrializado, los costes relacionados con el mantenimiento/la substitución de herramientas y los componentes puede alcanzar el 4% del producto interno grueso (GIP). Por todas estas razones es fundamental aumentar curso de la vida de los instrumentos y por lo tanto la productividad. La solución de uso general para aumentar las herramientas y los funcionamientos de los componentes es el uso de capas duras protectoras. El substrato de herramientas y de componentes revestidos duros es protegido por una película fina (generalmente pocos micrómetros densamente) de los materiales duros cuyas características principales son alta dureza e inercia química. Frágil y costoso, estas capas protectoras duras son generalmente inadecuadas para el material a granel de la herramienta sino dar vuelta para ser extremadamente eficaces para los usos de las películas finas. Las capas duras se aplican a los substratos con la deposición de vapor física (PVD) y la deposición de vapor químico (CVD). Ambas estas técnicas comparten la necesidad de una mezcla de gases altamente exacta y controlada para obtener los resultados deseados. El MCQ soluciona esta necesidad con sus licuadoras del gas, instrumentos profesionales de preparaciones de las mezclas de gases de la precisión y gestión dinámica de las mezclas de gases.

Opción material.

Todas las herramientas y los componentes mecánicos se sujetan para llevar. Las capas protectoras duras se han ejecutado específicamente para reducir desgaste y por lo tanto el aumento del curso de la vida de los instrumentos. Para cada proceso, hay diversos tipos de mecanismos del desgaste que las herramientas se sujetan a (e.g la abrasión, la adherencia, la corrosión, la temperatura alta, el material etc. que se pega). Por lo tanto, para elegir el material de revestimiento más conveniente, es muy importante saber qué mecanismo tiene la contribución más alta a llevar. Actualmente, hay dos familias materiales capaces de satisfacer a la mayoría de las necesidades del proceso industrial: los materiales de cerámica y el diamante sintético del CVD.

• Materiales de cerámica.

El material de cerámica es un término genérico que refiere a una familia grande de compuestos, caracterizada por alta dureza e inercia química. Los compuestos principales usados para los usos duros de las capas son nitruros y carburos de los metales de transición, especialmente titanio (Ti), cromo (Cr) y circonio (Zr). Estos tipos de capas duras son no sólo convenientes para los usos antiusuras. Cada compuesto tiene características peculiares que contribuyan a aumentar la utilidad material. Las capas del nitruro del titanio (lata) aumentan grandemente los substratos resistencia llevan y a la corrosión pero también se utilizan para los usos médicos de los implantes (debido a su naturaleza no tóxica) y para los propósitos decorativos (debido al aspecto del oro de la lata). El carburo del titanio (tic) y el nitruro del cromo (CrN) son especialmente convenientes para las capas protectoras de la corrosión y de la oxidación mientras que el nitruro del circonio (ZRN) es de uso frecuente para sus propiedades de la obstinacia.

• Diamante del CVD

Las herramientas con los partes movibles naturales o sintéticos del diamante son ampliamente utilizadas para los usos industriales, especialmente en los procesos que no hay otro instrumento capaz de proporcionar resultados satisfactorios. Estas herramientas son especialmente convenientes para el proceso de metales no ferrosos, de materiales de cerámica, y de plásticos. A pesar de sus buenos funcionamientos, las herramientas con los partes movibles del diamante tienden a ser expansivas, a menudo inadecuado para los propósitos en grande de la producción. Durante las dos décadas pasadas, la ciencia moderna ha hecho frente a este problema con el desarrollo del diamante de la deposición de vapor químico (diamante del CVD). En vez de un pequeño diamante inserta, esta técnica ofrece la posibilidad para producir las herramientas y los componentes que son cubiertos totalmente por una película fina homogénea del diamante sintético. Comparado con la fabricación de los partes movibles del diamante, la producción de diamante cubrió los instrumentos tiene muchas ventajas. Costes, puesto que el proceso de la deposición es relativamente barato. Flexibilidad, puesto que las películas del diamante se pueden depositar virtualmente sobre cualquier substrato inorgánico con cualquier geometría compleja. La eficacia, desde la sustancia química del diamante y las propiedades físicas se transfieren sobre el substrato, modificando solamente las propiedades de la superficie del instrumento y por lo tanto aumentando su resistencia de desgaste, cortando capacidad, dureza, las herramientas químicas del diamante del CVD de la inercia etc. son especialmente convenientes para procesar el grafito, materiales compuestos (las fibras de carbono y los fiberglasses), cerámica verde y las aleaciones de cobre y de aluminio, mientras que el diamante del CVD cubrió componentes se utilizan principalmente para los usos antiusuras.

Fase de gas y proceso de la deposición.

Las deposiciones duras de las capas se realizan con procesos de PVD y del CVD. La deposición catódica de la deposición (arco-PVD), de la farfulla del arco (PVD que farfulla) y todas las técnicas CVD-relacionadas requieren el uso de una mezcla de gases que contiene los precursores gaseosos para la reacción de la deposición. La comunidad científica trabaja hoy en día para desarrollar constantemente las capas duras nuevas y más eficaces, manejando y cambiando los procesos y los resultados optimizados de los parámetros de la deposición para. Entre todos los parámetros de la deposición (longitud, temperatura, presión, etc.), un papel fundamental está llevando la composición de la fase de gas. Para los usos materiales de cerámica, los ajustes de la mezcla de gases se pueden ajustar para modular el resultado final. Diversas composiciones de la mezcla de gases permiten producir capas de cerámica con las propiedades sustancia-físicas específicas, mientras que una gestión dinámica de la fase de gas se puede utilizar para depositar capas de varias capas de alto rendimiento. Para los usos del diamante del CVD, el manejo de la fase de gas es crucial. La fase de gas se compone comúnmente de una mezcla del hidrógeno/del metano, con hidrógeno como el gas y metano de la activación como fuente de carbono. La concentración de especie carbono-que contiene tiene una influencia significativa en tasa de crecimiento, calidad, y morfología del diamante depositado. Los pequeños cambios en la composición de la mezcla de gases pueden afectar a la estructura de la película del diamante, llevando a la formación de micro, de nano o ultra nano-diamante. El uso de la otra especie del gas tiene también una dependencia fuerte del producto final. Los efectos significativos de la adición de dióxido del nitrógeno, del oxígeno y de carbono sobre las películas depositadas del diamante se han estudiado bien.

Solución de MCQ

Para todos estos usos, MCQ sugiere el uso de su serie de la licuadora del gas, los instrumentos ideales para las preparaciones de las mezclas de gases de la precisión y los usos dinámicos de las mezclas de gases. Las series de la licuadora del gas son productos profesionales dirigieron específicamente para trabajar con hasta 6 mezclas de gases no-agresivas de los componentes. MCQ calibra cada canal del instrumento en la petición del cliente. Las características principales de la serie de la licuadora del gas son una alta precisión (exactitud del 1% para cada canal), una alta repetibilidad (el 0,16% de valor de la lectura) y el tiempo de respuesta más rápido para los cambios setpoint del valor disponibles en el mercado. Liado con el instrumento, MCQ proporciona al encargado del mezclador del gas, un software (compatible con cualquier mesa y ordenador portátil de funcionamiento de Windows de computadora personal) que asegure una manera fácil e intuitiva de manejar mezclas dinámicamente.