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Conteúdo Revestimentos PVD...2 10 www.dmeeu.com - 1 -
A deposição física em fase de vapor (PVD) é essencialmente uma técnica de revestimento por vaporização, envolvendo a transferência de material a nível atómico. É um processo alternativo para a galvanoplastia. O processo é semelhante ao processo de deposição de vapor químico (CVD), exceto que as matérias primas / precursoras, ou seja, o material que irá ser depositado, encontra-se na forma sólida, enquanto que no caso da técnica CVD, as matérias precursoras são introduzidas na câmara de reação em estado gasoso. Como funciona a técnica de deposição física em fase de vapor? Os processos de PVD são efetuados sob vácuo. O processo envolve 2 passos: 1. Evaporação: Durante esta fase, um alvo, consistindo no material a ser depositado, é bombardeado por uma alta força de energia como um feixe de eletrões ou iões. Esta técnica desaloja átomos da superfície do alvo, "vaporizando-os". 2. Transporte: Este processo consiste simplesmente em movimentar os átomos "vaporizados" desde o alvo até ao substrato a revestir e é, regra geral, um processo muito simples. 3. Reação: Quando os revestimentos consistem em óxidos metálicos, nitretos, carbonetos e outros materiais equivalentes, o alvo é feito de metal. Os átomos de metal reagem com o gás apropriado durante a fase de transporte. 4. Deposição: Este é o processo de acumulação de revestimento na superfície do substrato. Para que efeitos são utilizados os revestimentos PVD? Os revestimentos PVD são utilizados por diversas razões. Algumas das razões principais são: Rigidez melhorada e resistência ao desgaste Fricção reduzida Maior resistência à oxidação A utilização de tais revestimentos tem como objetivo melhorar a eficácia através de um desempenho melhorado e uma maior duração de vida
Deposição física em fase de vapor PVD definido dos componentes. O uso destes revestimentos poderá tornar possível a utilização de componentes revestidos em ambientes nos quais o componente não revestido não consegue funcionar. Vantagens do processo de deposição física em fase de vapor Os materiais podem ser depositados com propriedades melhoradas em comparação com o material do substrato Praticamente todos os tipos de materiais não orgânicos podem ser utilizados, bem como alguns tipos de materiais orgânicos O processo é mais ecológico e amigo do ambiente do que outros processos tais como a galvanoplastia. Aplicações Os revestimentos PVD são geralmente utilizados para melhorar a rigidez, resistência ao desgaste e à oxidação. Portanto, tais revestimentos são utilizados em várias aplicações, tais como a área aeroespacial, automotiva, cirúrgica/médica, matrizes e moldes para todos os tipos de processamento de material, ferramentas de corte,... 10
Revestimentos PVD A DME assumiu a licença para um novo revestimento de superfícies para ferramentas e peças de metal da American corporation Micro Surface Inc. que desejamos introduzir sob o nome de LAMCOAT. Este revestimento de superfície - único na Europa - é uma excelente adição aos revestimentos com material PVD duro tais como o Nitreto de Titânio (TiN) ou o Nitreto de Cromo (CrN) e podem ser utilizados em todos os metais duros e macios. O revestimento foi desenvolvido para viagens espaciais, sector em que foi aplicado e testado durante anos, em condições extremas, em todos os elementos móveis de peças mecânicas, elétricas e hidráulicas. Nos EUA, é aplicado por várias empresas e estão constantemente a ser desenvolvidas novas aplicações. Uma característica chave do LAMCOAT é a redução considerável da fricção até aproximadamente 70% dependendo da aplicação e utilização, bem como das excelentes propriedades lubrificantes e deslizantes resultantes. LAMCOAT é um revestimento macio à base de tungsténio-dissulfeto aplicado à temperatura ambiente com uma espessura de entre 0.0005 e 0.0015 mm. LAMCOAT é utilizado em várias indústrias através dos EUA tais como: Tecnologia de plásticos Tecnologia de condução Indústria automóvel Hidráulicos Tecnologia de prensagem Engenharia elétrica Indústria de rolamentos esféricos Viagem espacial Construção de máquinas Indústria aeronáutica Tecnologia de corte Aplicações LAMCOAT Tecnologia de plásticos 1. Extração A LAMCOAT reduz a resistência de fricção, resultando em Menos força necessária Redução nas despesas de energia Redução ou até eliminação de cortes nas formas Superfícies de peças de alta qualidade, porque o risco de deformação é minimizado 2. Tempo do ciclo Devido à redução de fricção, pode ser obtido um tempo de ciclo mais curto e/ou dependendo do material, pode ser reduzida a temperatura de injeção fazendo com que o tempo de ciclo seja reduzido. Este facto foi demonstrado por testes elaborados conduzidos nos EUA nos quais praticamente todos os materiais comuns apresentaram 4 - www.dmeeu.com
Revestimentos PVD uma redução no tempo de ciclo em relação às vantagens mencionadas no ponto 1. Mais detalhes disponíveis sob pedido. 3. Peças móveis Todas as peças móveis tais como os retentores, pernos de extração e também revestimentos e varas de cilindro podem ser revestidas com LAMCOAT e são livres de manutenção quando utilizados devidamente. 4. Inofensivo Nos EUA, o revestimento LAMCOAT obteve certificação de inocuidade para os campos de produção nos quais os materiais revestidos com LAMCOAT são utilizados para o fabrico de produtos para as indústrias alimentar e farmacêutica. Tecnologia de prensagem Devido às duas propriedades lubrificantes e deslizantes, LAMCOAT é utilizado em processos de prensagem e desenho. LAMCOAT pode ser visto como uma adição ao revestimento PVD. O tempo de prensagem dos mandris e matrizes revestidos com PVD é aumentado pelo uso delamcoat devido às suas melhores propriedades lubrificantes e deslizantes. Ao mesmo tempo, o uso de lubrificantes e óleos pode ser reduzido. O revestimento traz algumas vantagens para o uso de todos os materiais tais como a folha de aço, em todas as ligas e folhas revestidas e inoxidáveis. A deslocação de elementos nas ferramentas de prensagem, tais como retentores ou outros elementos funcionais, bem como hastes e casquilhos revestidos, tornam-se livres de manutenção. Neste caso, os casquilhos de aço laminados com LAMCOAT são especialmente recomendados. Como se sabe, os casquilhos de aço laminados com revestimento de bronze têm uma duração de vida mais longa que os casquilhos de aço tradicionais. Além disso, com a combinação dos materiais de pernos guia em aço revestidos a bronze e o revestimento LAMCOAT, as propriedades dos guias são melhoradas e o tempo de prensagem (duração) é aumentado. Indústria de rolamentos esféricos Os rolamentos esféricos podem ser revestidos antes da instalação ou após montagem, com LAMCOAT. Com a redução da fricção, pode ser reduzida a criação de calor até mesmo debaixo de cargas pesadas. Além disso, em muitos casos não é necessária mais lubrificação visto que os rolamentos são livres de manutenção. Pontos dos rolamentos mecânicos A utilização de LAMCOAT para o movimento axial ou radial de componentes ou peças de máquinas pode resultar em muitos casos em pontos de rolamento livres de manutenção. Ferramentas de corte Na tecnologia de corte atual, um revestimento rígido em PVD como por exemplo TiN, 10 www.dmeeu.com - 5 -
Revestimentos PVD CrN ou outros, constitui uma tecnologia de ponta. LAMCOAT causa uma redução de fricção adicional e reduz o processo de soldagem através da melhor remoção dos resíduos de corte. Especificações LAMCOAT LAMCOAT é um revestimento macio à base de dissulfeto de tungsténio. O processo de revestimento com LAMCOAT é efetuado à temperatura ambiente - não ocorre deformação ou modificação da estrutura da superfície. O revestimento ocupa o seu lugar sem acrescentar ligantes ou aditivos químicos. O revestimento faz uma conexão molecular. Espessura do revestimento A espessura do revestimento LAMCOAT encontra-se entre 0.0005 e 0.0015 mm. O revestimento é aplicado de modo uniforme a todas as superfícies. O revestimento é azul/cinzento e tem um aspecto diferente dependendo da superfície da peça revestida. Intervalo de temperatura LAMCOAT pode ser utilizado a partir de -273ºC até aproximadamente +400ºC (para períodos mais curtos, até +652ºC). Quando utilizado sob vácuo: 10-10 mbar -188ºC até +1316ºC. Estabilidade química 6 - www.dmeeu.com
Revestimentos PVD LAMCOAT é quimicamente neutro, resistente à corrosão, e não-tóxico. Pode ser aplicado a todas as superfícies metálicas fixas. É resistente à maioria dos solventes, petróleo e compostos de cloro. É afetado pelo ácido sulfúrico e hidrofluórico, bem como lixívias alcalinas cáusticas quentes. LAMCOAT é resistente à corrosão sem, no entanto, proteger os materiais de suporte não corrosivos. Compatibilidade LAMCOAT é utilizado com sucesso em combinação com óleos e lubrificantes petro-químicos, lubrificantes sintéticos, lubrificantes à base de silicone e fluidos hidráulicos. Poderá ser necessária a utilização de lubrificantes e várias tentativas para formar e manter uma camada hidro-dinâmica. Aplicamos os seguintes revestimentos de PVD rígido: LAM A (CrN) LAM B (TiN) LAM C (TiCN) LAM D (TiAlN) Economia e maior qualidade através de revestimento rígido específico para o produto: Um revestimento de material rígido é utilizado dependendo do propósito e da finalidade. A experiência tem demonstrado que a aplicação do revestimento rígido correto na superfície "devida" é primordial. Tecnologia de plásticos Aqui, é efetuado um uso vantajoso de revestimentos de material rígido, em especial de LAM-A (CrN) e LAM-B (TiN). Os revestimentos são aplicados às superfícies formadas, total ou parcialmente, bem como aos elementos móveis tais como retentores, extratores, etc. Tecnologia de prensagem Os melhores resultados foram obtidos com LAM-A (CrN) e LAM-B (TiN), situações em que o revestimento é orientado em direção ao material a processar, como por exemplo placas de aço inoxidável, metais não ferrosos, placas revestidas ou não revestidas. O revestimento oferece vantagens óbvias quando aplicado em casquilhos de perfuração e de corte, bem como para a movimentação de peças de tecnologia de deformação. Tecnologia de corte Neste caso, também pode ser utilizado um dos revestimento PVD possíveis, dependendo da área de aplicação. Um alto nível de utilização bem como um aumento da velocidade de corte e uma melhor qualidade de superfície podem ser atingidos para todas as ferramentas de fresar, tornear ou perfurar. Vantagens especiais do revestimento LAMCOAT : 10 www.dmeeu.com - 7 -
Revestimentos PVD Características fundamentais do revestimento LAM-A (CrN) são uma abrasão elevada e uma excelente força adesiva. A superfície azul metálica tem um coeficiente de fricção particularmente baixo, que pode ser melhorado por polimento adicional. O revestimento é útil especialmente para as tecnologias de formação de metal e plásticos. Hoje em dia são aplicados revestimentos rígidos em instalações modernas para temperaturas a partir dos 200ºC. Revestimento LAMCOAT Este tipo de revestimento foi desenvolvido nos EUA para viagens espaciais e desde então tem vindo a ser utilizado em várias áreas das indústrias mecânica, elétrica e hidráulica. LAMCOAT é um revestimento macio à base de tungsténio-dissulfeto aplicado à temperatura ambiente com uma espessura de entre 0.0005 e 0.0015 mm. Este revestimento reduz a fricção até 70% dependendo da aplicação. Este revestimento de superfície com excelentes propriedades de lubrificação e deslize é, em muitos casos, o complemento ideal para revestimentos rígidos em PVD. Áreas de aplicação... Para peças mecânicas / dinâmicas: Formação de metal: ferramentas de prensagem e formação para o trabalho de metais não ferrosos e aços à base de cromo e níquel. Corrida internacional: aumento de desempenho até 10% após revestimento dos discos Rolamento para prensas de grandes dimensões: redução da temperatura interna Uncoated LAM-A (CrN) LAM-A (CrN)+ LAMCOAT 15.000 30.000 45.000 60.000 75.000 90.000 105.000 120.000 135.000 150.000 Quantity Stamping time comparison: Example: Drawing ring of material 1.2379 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 - www.dmeeu.com PP 1061 mm 1098 mm +3,3%
Revestimentos PVD até 20% graças à redução de fricção Rolamentos esféricos para aplicações de vácuo alto e ultra-alto Uncoated Rolamentos esféricos especiais: melhoramento funcional Elementos de bomba: maior eficácia de custos através da redução da fricção LAM-A (CrN)... Para ferramentas de moldagem e vaporização: Enchimento rápido das cavidades LAM-A (CrN)+ LAMCOAT Baixa força de remoção para a maioria dos plásticos Quantity Redução da temperatura da ferramenta Redução do tempo de ciclo Menor necessidade de utilização de meios separadores Melhora da segurança Stamping de time produção comparison: Não ocorrem modificações Example: Drawing na geometria ring of material da 1.2379 peça hardness ao remover 62 HRC Drawing region in material flow direction highly polished, Menos desperdícios 3.0 mm steel sheet, active diameter ǿ 90 mm, drawing depth 60 mm. Uncoated and with LAM-A (CrN) coating... Para ferramentas lubricated de formação with drawing oil. Redução das quantidades With LAM-A (CrN) de lubrificante plus LAMCOAT drawing was carried Aumento de tempos out only de with utilização the corrosion protection of the strip 15.000 30.000 45.000 60.000 75.000 90.000 105.000 120.000 135.000 150.000 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 10 www.dmeeu.com - 9 -
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