Técnicas convencionais para deposição de revestimentos duros

1. Tecnologia CVD térmica

Os revestimentos duros são, em sua maioria, revestimentos metal-cerâmicos (TiN, etc.), formados pela reação do metal no revestimento e gaseificação reativa. Inicialmente, a tecnologia CVD térmica era utilizada para fornecer a energia de ativação da reação de combinação por meio de energia térmica a uma alta temperatura de 1000 °C. Essa temperatura é adequada apenas para a deposição de TiN e outros revestimentos duros em ferramentas de metal duro. Até hoje, essa ainda é uma tecnologia importante para a deposição de revestimentos compósitos de TiN-Al₂O₃ em cabeçotes de ferramentas de metal duro.

1. Revestimento iônico de cátodo oco e revestimento iônico de arco de fio quente

Na década de 1980, o revestimento iônico por cátodo oco e o revestimento iônico por arco de fio quente foram utilizados para depositar material em ferramentas de corte. Ambas as tecnologias de revestimento iônico são tecnologias de revestimento por descarga de arco, com uma taxa de ionização do metal de até 20% a 40%.

1. Revestimento de íons de arco catódico

O surgimento da deposição iônica por arco catódico impulsionou o desenvolvimento da tecnologia de revestimento por revestimento iônico em moldes. A taxa de ionização da deposição iônica por arco catódico varia de 60% a 90%, permitindo que um grande número de íons metálicos e íons do gás de reação atinjam a superfície da peça, mantendo alta atividade. Isso resulta na deposição por reação e na formação de revestimentos duros, como o nitreto de titânio (TiN). Atualmente, a tecnologia de deposição iônica por arco catódico é utilizada principalmente para depositar revestimentos duros em moldes.

A fonte de arco catódico é uma fonte de evaporação em estado sólido sem uma poça de fusão fixa, e sua posição pode ser definida arbitrariamente, melhorando a taxa de utilização do espaço na câmara de revestimento e aumentando a capacidade de carga do forno. Os formatos das fontes de arco catódico incluem pequenas fontes circulares, fontes colunares e grandes fontes retangulares planas. Os diferentes componentes das fontes de arco (pequenas, colunares e grandes) podem ser dispostos separadamente para depositar filmes multicamadas e nanofilmes. Além disso, devido à alta taxa de ionização metálica do revestimento por arco catódico, os íons metálicos podem absorver mais gases de reação, resultando em uma ampla gama de processos e operação simplificada para a obtenção de excelentes revestimentos duros. No entanto, a microestrutura da camada de revestimento obtida por arco catódico apresenta gotículas grosseiras. Nos últimos anos, muitas novas tecnologias surgiram para refinar a estrutura da camada de filme, o que melhorou a qualidade do filme de revestimento por arco.