فناوری عملیات سطحی PVD در پوشش‌های سخت

از آنجایی که تولید مدرن همچنان به دنبال عملکرد بالاتر قطعات، به ویژه قطعاتی که تحت شرایط سخت مانند دما، فشار بالا و اصطکاک شدید کار می‌کنند، است، فناوری پوشش‌دهی به طور فزاینده‌ای اهمیت پیدا کرده است. کاربرد پوشش‌های سخت نقش کلیدی در افزایش دوام ابزار، دقت ماشینکاری و عملکرد کلی محصول دارد. فناوری عملیات سطحی PVD (رسوب فیزیکی بخار) در خط مقدم نوآوری در این زمینه قرار دارد و پیشرفت‌هایی را در فناوری پوشش‌دهی ایجاد می‌کند.

شماره ۱: فرآیند PVD چیست؟

فرآیند PVD شامل استفاده از روش‌های فیزیکی برای تبدیل مواد پوشش از حالت جامد یا مایع به حالت گازی و سپس رسوب آنها بر روی سطح زیرلایه از طریق رسوب بخار برای تشکیل یک پوشش یکنواخت، سخت و بادوام است. در مقایسه با رسوب بخار شیمیایی سنتی (CVD)، مزایای اصلی PVD در توانایی آن در رسوب پوشش‌ها در دماهای پایین‌تر، کنترل دقیق ضخامت و ترکیب پوشش و ماهیت سازگار با محیط زیست و کم‌مصرف آن نهفته است.

مزایای شماره ۲ PVD در پوشش‌های سخت
با توجه به مزایای منحصر به فرد آن، فناوری PVD به طور گسترده در کاربرد پوشش‌های سخت، به ویژه در مناطقی که نیاز به سختی بالا، مقاومت در برابر سایش عالی و مقاومت در برابر خوردگی برتر دارند، شناخته شده است. مزایای کلیدی فرآیند PVD عبارتند از:

۱. سختی و مقاومت در برابر سایش فوق العاده بالا
پوشش‌های سخت PVD به طور قابل توجهی سختی قطعات را افزایش می‌دهند. با رسوب موادی مانند TiN (نیترید تیتانیوم)، TiAlN (نیترید آلومینیوم تیتانیوم) و CrN (نیترید کروم)، سختی پوشش می‌تواند به 25GPa-63GPa یا حتی بالاتر برسد. این پوشش‌های سخت به طور موثری مقاومت در برابر سایش را بهبود می‌بخشند، سایش سطح را کاهش می‌دهند، مقاومت در برابر اکسیداسیون را افزایش می‌دهند و عمر مفید ابزارها، قالب‌ها و سایر قطعات را افزایش می‌دهند.

۲. مقاومت عالی در برابر دمای بالا
پوشش‌های PVD مقاومت فوق‌العاده‌ای در دمای بالا از خود نشان می‌دهند و این امر آنها را برای قطعاتی که در معرض دماهای بسیار بالا و اصطکاک زیاد یا خوردگی شیمیایی قرار دارند، ایده‌آل می‌کند. به عنوان مثال، پوشش‌های TiAlN نه تنها سختی استثنایی ایجاد می‌کنند، بلکه پایداری ساختاری را در دماهای بالا نیز حفظ می‌کنند و همین امر باعث می‌شود که آنها به طور گسترده در ابزارهای برش و قالب‌ها برای کاربردهای ماشینکاری در دمای بالا مورد استفاده قرار گیرند.

۳. ضریب اصطکاک پایین برای بهبود راندمان ماشینکاری
پوشش‌های PVD به دستیابی به ضرایب اصطکاک بسیار پایین کمک می‌کنند و اصطکاک و سایش مواد را کاهش می‌دهند که این امر باعث افزایش راندمان ماشینکاری و کیفیت سطح می‌شود. این امر به ویژه برای ماشینکاری دقیق و فرآیندهای برش پرسرعت مفید است.

۴. سازگار با محیط زیست و بسیار کارآمد
در مقایسه با تکنیک‌های پوشش‌دهی سنتی، فرآیند PVD به مقادیر زیادی مواد شیمیایی مضر نیاز ندارد و این آن را به یک فناوری سازگار با محیط زیست تبدیل می‌کند. علاوه بر این، تجهیزات پوشش‌دهی PVD با راندمان بالا کار می‌کنند و امکان رسوب سریع را برای برآورده کردن نیازهای تولید در مقیاس بزرگ فراهم می‌کنند.

زمینه‌های کاربردی شماره ۳ پوشش سخت PVD
دستگاه‌های پوشش‌دهی سخت PVD برای پوشش‌های سخت به طور گسترده در صنایعی که به عملکرد سطحی برتر نیاز دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از زمینه‌های کاربردی کلیدی عبارتند از:

۱. ابزارهای برش و قالب‌ها
در ساخت ابزار و قالب، به ویژه برای ابزارهای برشی که در معرض دما و اصطکاک بالا قرار دارند، پوشش‌های PVD به طور قابل توجهی مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر خوردگی و سختی را افزایش می‌دهند. پوشش‌های TiN معمولاً در ابزارهای تراشکاری، فرزها و مته‌ها استفاده می‌شوند، در حالی که پوشش‌های TiAlN به طور گسترده در کاربردهای برش با سرعت بالا اعمال می‌شوند و راندمان برش ابزار و عمر مفید آن را تا حد زیادی بهبود می‌بخشند.

۲. قطعات خودرو
برای قطعات موتور خودرو مانند سیلندرها، پیستون‌ها و سوپاپ‌ها، پوشش‌های سخت PVD مقاومت عالی در برابر دمای بالا و سایش ارائه می‌دهند که به طور موثر اصطکاک را کاهش می‌دهد، طول عمر قطعات را افزایش می‌دهد و عملکرد کلی خودرو را بهبود می‌بخشد.

۴. معرفی تجهیزات پوشش‌دهی سخت PVD ژنهوا FMA0605
مزایای تجهیزات
فیلتراسیون کارآمد ماکرو ذرات قوس؛ پوشش‌های Ta-C هم راندمان بالا و هم عملکرد برتر را ارائه می‌دهند.
به سختی فوق‌العاده بالا، پوشش‌های فوق سخت مقاوم در برابر دمای بالا، ضریب اصطکاک کم و مقاومت عالی در برابر خوردگی دست می‌یابد. میانگین سختی به 25GPa-63GPa می‌رسد.

کاتد از فناوری دو محرکه بهره می‌برد که ترکیبی از یک کویل در جلو و چیدمان آهنربای دائمی است و در کنار یک سیستم حکاکی یونی و یک فیکسچر چند زاویه‌ای سه‌بعدی برای دستیابی به رسوب‌گذاری کارآمد عمل می‌کند.
مجهز به قوس کاتدی با قطر بزرگ که خواص خنک‌کنندگی عالی را در شرایط جریان بالا تضمین می‌کند. سرعت حرکت نقطه قوس سریع، نرخ یونیزاسیون بالا و نرخ رسوب سریع است. این امر امکان رسوب پوشش‌های متراکم‌تر و صاف‌تر با مقاومت اکسیداسیون برتر و عملکرد در دمای بالا را فراهم می‌کند.
دامنه کاربرد:
این تجهیزات می‌توانند پوشش‌های فوق سخت AlTiN، AlCrN، TiCrAlN، TiAlSiN، CrN و سایر پوشش‌های مقاوم در برابر دمای بالا را ایجاد کنند که به طور گسترده در قالب‌ها، ابزارهای برش، پانچ‌ها، قطعات خودرو، پیستون‌ها و سایر محصولات کاربرد دارند.

— این مقاله منتشر شده توسطتجهیزات پوشش سخت PVDخلاء ژنهوا