Contenido. Información. Recubrimientos PVD

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3 Contenido Recubrimientos PVD

4 La deposición en fase de vapor es fundamentalmente una técnica de recubrimiento de vaporización que supone una transferencia de material a nivel atómico. Es un proceso alternativo a la galvanoplastia. El proceso es similar a la deposición química de vapor (CVD, por sus siglas en inglés), salvo que las materias primas y precursores, es decir, el material que va a ser depositado, comienza en forma sólida, mientras que en la CVD, los precursores son introducidos a la cámara de reacción en estado gaseoso. Cómo funciona la deposición en fase de vapor? Los procesos de PVD se llevan a cabo en condiciones de vacío. El proceso consiste en cuatro etapas: 1. Evaporación: durante esta etapa, un objetivo, consistente en el material que se deposita, se bombardea a través de una fuente de alta energía como un haz de electrones o iones. Este suelta los átomos de la superficie del objetivo, "vaporizádandolos". 2. Transporte: este proceso consiste simplemente en el movimiento de átomos "vaporizados" del objetivo al substrato a recubrir y, en general, será un proceso directo. 3. Reacción: cuando los recubrimientos son óxidos de metales, nitruros, carburos y otros materiales similares, el objetivo es el metal. Los átomos de metales reaccionan con el gas apropiado durante la etapa de transporte. 4. Deposición: este es el proceso de formación de recubrimiento en la superficie del sustrato. Para qué se utilizan los recubrimientos PVD? Los recubrimientos PVD se utilizan por muchas razones. Algunas de las principales son: Mejora de la dureza y resistencia al desgaste Reducción de la fricción Mejora la resistencia a la oxidación El uso de tales recubrimientos tiene por objeto mejorar la eficiencia a través de un mejor rendimiento y mayor vida útil de los componentes.

5 Deposición en fase de vapor (PVD, por sus siglas en inglés) También pueden permitir a componentes recubiertos funcionar en ambientes en los que un componente no recubierto no hubiese podido funcionar de otro modo. Ventajas del proceso de deposición en fase de vapor Los materiales se pueden depositar con propiedades mejoradas en comparación con el material del substrato Se puede utilizar casi cualquier tipo de material inorgánico, así como algunos tipos de materiales orgánicos El proceso es más ecológico que procesos como la galvanoplastia Aplicaciones Los recubrimientos PVD se utilizan generalmente para mejorar la dureza, la resistencia al desgaste y la resistencia a la oxidación. Por lo tanto, tales recubrimientos se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, tales como la aeroespacial, automoción, medicina y cirugía, troqueles y moldes para todo tipo de procesamientos de materiales, herramientas de corte,... 10

6 Recubrimientos PVD DME ha adquirido la licencia para un nuevo recubrimiento de superficie para herramientas y piezas de metal de la empresa estadounidense Micro Surface Inc. que queremos presentarle bajo el nombre LAMCOAT. Este recubrimiento de superficie (bastante único en Europa) es en muchos sentidos una excelente adición a los recubrimientos de material duro PVD como nitruro de titanio (TiN) o nitruro de cromo (CrN), y se pueden utilizar en todos los metales duros y blandos. El recubrimiento se ha desarrollado para viajes espaciales y se ha aplicado y probado allí durante años en condiciones extremas en todos los elementos móviles de las piezas eléctricas, hidráulicas y mecánicas. En los EE.UU. lo aplican las empresas de servicios, y se están desarrollando continuamente nuevas aplicaciones. Una característica clave de LAMCOAT es la reducción considerable de la fricción en aproximadamente un 70% dependiendo de la aplicación y el uso, así como las excelentes propiedades de lubricación resultante y deslizamiento. LAMCOAT es un recubrimiento suave a base de tungsteno-disulfuro que se aplica a temperatura ambiente con un espesor de entre 0,0005 y 0,0015 mm. LAMCOAT se utiliza en muchas industrias por todo EE.UU., tales como: Tecnología de plásticos Tecnología de conducción Industria automovilística Hidráulica Tecnología de prensado Ingeniería eléctrica Industria de rodamientos de bola Viajes especiales Construcción de maquinaria Industria aeronáutica Tecnología de corte Aplicaciones LAMCOAT Tecnología de plásticos 1. Eyección LAMCOAT reduce la resistencia a la fricción, resultando en Menor fuerza necesaria Menores costos de energía Reducción o incluso ausencia de cortes de formas Superficies de piezas de alto grado ya que se minimiza el riesgo de deformación 2. Tiempo de ciclo Debido a la reducción de la fricción, se puede conseguir un tiempo de ciclo más corto y/o, en función del material, se puede reducir la temperatura de inyección de manera que el tiempo de ciclo se puede acortar. Esto demostró mediante pruebas exhaustivas realizadas en los EE.UU. en las que casi todos los materiales comunes mostraron una 4 -

7 Recubrimientos PVD reducción del tiempo de ciclo en relación con las ventajas mencionadas en el punto 1. Más información disponible si se solicita. 3. Piezas móviles Todas las piezas móviles, tales como correderas, expulsores así como vástagos y boquillas de molde, se pueden recubrir con LAMCOAT y no es necesario un mantenimiento cuando se usan adecuadamente. 4. Inocuidad En los EE.UU. el recubrimiento LAMCOAT ha obtenido la certificación de inocuidad para los campos de producción en los que se utilizan materiales recubiertos con LAMCOAT para la fabricación de productos para la industria alimentaria y farmacéutica. Tecnología de prensado Debido a su excelentes propiedades de lubricación y deslizamiento, LAMCOAT se utiliza en los procesos de prensado y embutición. LAMCOAT puede considerarse así como una adición al recubrimiento PVD.El tiempo de prensado de las matrices y mandriles de embutición recubiertos de PVD se incrementa por el uso de LAMCOAT gracias a su mejor lubricación y propiedades de deslizamiento. Al mismo tiempo, el uso de lubricantes y grasas se puede reducir. El recubrimiento ofrece ventajas en el uso de todos los materiales tales como la chapa de acero, todas las aleaciones y las chapas no ferrosas y chapas recubiertas. No es necesario realizar trabajos de mantenimiento con los elementos móviles en las herramientas de prensado, como correderas u otros elementos funcionales, así como los cojinetes y vástagos recubiertos. En este caso se recomiendan especialmente los cojinetes de acero laminado con recubrimiento LAMCOAT. Como se sabe, los cojinetes de acero laminado con recubrimiento de bronce tienen una vida útil más larga que los cojinetes de acero tradicional. Además, con la combinación de materiales de clavos guía de acero recubierto de bronce y recubrimiento LAMCOAT, las propiedades de la guía se mejoran y el tiempo de prensado (vida útil) aumenta. Industria de rodamientos de bola Los rodamientos de bolas y rodillos se pueden recubrir antes de la instalación o una vez montados con LAMCOAT. Con la reducción de la fricción, la generación de calor puede reducirse incluso con cargas pesadas. Además, en muchos casos se puede prescindir de más lubricación de modo que no es necesario el mantenimiento de los rodamientos de bolas. Puntos de apoyo mecánicos El uso de LAMCOAT para el movimiento radial o axial de la máquina o piezas de esta puede conducir a no tener que realizar un mantenimiento en los puntos de apoyo

8 Recubrimientos PVD Herramientas de corte En la tecnología actual de recubrimiento, un recubrimiento de material duro de PVD, como TiN, CrN u otros, significa la tecnología más puntera. LAMCOAT provoca una mayor reducción de la fricción y reduce el proceso de soldadura a través de una mejor retirada de los desperdicios del corte. Especificaciones LAMCOAT LAMCOAT is a tungsten disulfide based soft coating. El proceso de recubrimiento LAMCOAT se produce a temperatura ambiente: no se produce una deformación o cambio de la estructura de la superficie. El recubrimiento tiene lugar sin necesidad de añadir aditivos químicos o aglomerantes. The coating makes a molecular connection. Espesor del recubrimiento LAMCOAT : el espesor de este recubrimiento es de entre 0,0005 y 0,0015 mm. El recubrimiento se aplica uniformemente a todas las superficies. El recubrimiento es de color azul/gris y tiene un aspecto cambiante dependiendo de la superficie de la parte recubierta. Rango de temperatura LAMCOAT se puede utilizar desde -273 C hasta aproximadamente 400 C (para períodos cortos, hasta 652 C). Cuando se utiliza en un vacío: mbar - 188ºC hata ºC

9 Recubrimientos PVD Estabilidad química LAMCOAT es químicamente neutro, resistente a la corrosión y no tóxico. Se puede aplicar a todas las superficies metálicas fijas. Es resistente a la mayoría de los disolventes, gasolina y compuestos de cloro. Se ve afectado por el ácido sulfúrico y el ácido fluorhídrico, así como por lejías alcalinas cáusticas calientes. LAMCOAT es resistente a la corrosión pero no puede evitar que los materiales de soporte no corrosivos se vean afectados. Compatibilidad LAMCOAT se utiliza con éxito en combinación con aceites petroquímicos y lubricantes, lubricantes sintéticos, lubricantes de silicio y fluidos hidráulicos. Puede juntarse con lubricantes e intentar formar y mantener una capa hidrodinámica. Aplicamos los siguientes recubrimientos de material duro PVD: LAM A (CrN) LAM B (TiN) LAM C (TiCN) LAM D (TiAlN) Ahorros y mayor calidad a través de un recubrimiento de material duro específico de producto: Se utiliza un recubrimiento de material duro en función del uso y la tarea. Se ha demostrado que es clave aplicar el recubrimiento correcto de material duro en la superficie "correcta". Tecnología de plásticos En este caso, se consigue una ventaja al utilizar recubrimientos de material duro, en particular, LAM-A (CrN) y LAM-B (TiN). Los recubrimientos se aplican a contornos afilados, total o parcialmente, así como a elementos móviles como correderas, eyectores, etc. Tecnología de prensado Los mejores resultados se han logrado con LAM-A (CrN) y LAM-B (TiN) cuando el recubrimiento se orienta hacia el material que se debe procesar, como chapas de acero inoxidable, metales no ferrosos, aceros con o sin recubrimiento. El recubrimiento ofrece claras ventajas cuando se aplica sobre cojinetes de corte y perforación de orificios, así como en piezas móviles de tecnología de deformación. Tecnología de corte También en este caso se puede utilizar uno de los posibles recubrimientos PVD dependiendo de la zona de aplicación. Se puede obtener un mayor grado de utilización, un incremento en la velocidad de corte y avance, y una calidad de superficie mejorada para todas las herramientas de fresado, torneado o perforación

10 Recubrimientos PVD Ventajas especiales del recubrimiento LAMCOAT : Las principales características del recubrimiento LAM-A (CrN) son la excelente fuerza de adherencia y alta abrasión. La superficie azul metálico tiene un coeficiente de fricción particularmente bajo que se puede mejorar mediante un pulido adicional. El recubrimiento es especialmente útil en el formado de metales y las tecnologías de plásticos. Hoy en día los recubrimientos de material duro se aplican en instalaciones modernas para temperaturas desde 200 C. Recubrimiento LAMCOAT Este tipo de recubrimiento se ha desarrollado en los EE.UU. para los viajes espaciales y desde entonces ha sido utilizado en muchas áreas de la mecánica, la electrónica e la hidráulica. LAMCOAT es un recubrimiento suave con base de disulfuro de tungsteno aplicado a temperatura ambiente y un espesor de entre 0,0005 y 0,0015 mm. Este recubrimiento reduce la fricción hasta en un 70% dependiendo de la aplicación. Este recubrimiento de superficie con excelentes propiedades lubricantes y de deslizamiento es en muchos casos el elemento adicional ideal para recubrimientos de material duro PVD. Áreas de aplicación... Para piezas mecánicas/dinámicas: Formación de metales: herramientas de formación y prensado de embutición para trabajar metales no ferrosos y aceros cromo-níquel Carreras internacionales: incremento efectivo del rendimiento en un 10% recubriendo las trasmisiones Uncoated LAM-A (CrN) LAM-A (CrN)+ LAMCOAT Quantity Stamping time comparison: Example: Drawing ring of material hardness 62 HRC Drawing region in material flow direction highly polished, 3.0 mm steel sheet, active diameter ǿ 90 mm, drawing depth 60 mm. Uncoated and with LAM-A (CrN) coating lubricated with drawing oil. With LAM-A (CrN) plus LAMCOAT drawing was carried out only with the corrosion protection of the strip 8 -

11 Recubrimientos PVD Soporte para grandes prensas: reduce la temperatura interna en un 20% aproximadamente mediante la reducción de la fricción Rodamientos de bolas para aplicaciones de vacío de altura y gran altura Rodamientos de bolas especiales: mejoría funcional Elementos de bomba: aumento de la rentabilidad mediante la reducción de la fricción... Para herramientas de moldeado por pulverización: Rápido llenado de cavidades Para la mayoría de los plásticos una fuerza de retirada baja Reducción de la temperatura de la herramienta Reducción del tiempo de ciclo Se necesitan utilizar menos medios de separación Aumento de la seguridad en la producción Sin cambios en la geometría de la pieza al retirarla Menos residuos... Para herramientas formación Reducción de las cantidades de lubricante Aumento de la vida útil PP ABS POM+UV GF PE PC PETG-Copolyester 754 mm 823 mm 983 mm 1021 mm 902 mm 932 mm 1061 mm 1098 mm +3,3% 1044 mm 1077 mm 998 mm 1046 mm +9,1% +3,4% +3,2% +4,6% +3,9% PMMA 683 mm 709 mm +3,7% PS impact resistant PS transparent PEI unreinforced 495 mm 521 mm 663 mm 683 mm 495 mm 521 mm +5,1% +3,1% +8,3% Filling study Injection molding tool with spiral geometry: 3 9% increase per flow path length Uncoated LAMCOAT coated Improvement in % A study of the Western Washington University, USA

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