Máquina de revestimento de plasma de arco: como funciona o revestimento de íons de arco, aplicações e guia de compra

A máquina de revestimento por plasma a arco é frequentemente confundida com um sistema de pulverização de plasma, mas na indústria de revestimento a vácuo os dois são muito diferentes. Aqui, o termo refere-se a uma máquina de evaporação por arco catódico que gera um plasma metálico ao lançar um arco elétrico em um alvo sólido dentro de uma câmara de vácuo. O ponto prático para os compradores: se você precisa de uma película fina densa e bem aderida em ferramentas, peças metálicas ou peças plásticas selecionadas, uma máquina de revestimento por plasma a arco é uma das opções de PVD mais produtivas, especialmente para revestimentos duros e resistentes ao desgaste e acabamentos decorativos consistentes.

O que uma máquina de revestimento por plasma a arco realmente faz

O processo começa com uma câmara de vácuo evacuada a uma pressão base na faixa de 10^-3 Pa. O material de revestimento, geralmente titânio, cromo, alumínio, grafite ou uma liga, é montado como um alvo que atua como cátodo. Quando o processo começa, um arco é aceso na superfície alvo. O ponto de arco tem uma densidade de corrente extremamente alta, por isso evapora o material alvo quase instantaneamente, produzindo um plasma totalmente ionizado que se expande em direção às peças a serem revestidas.

As peças estão conectadas a uma fonte de polarização que lhes confere um potencial negativo. Os íons metálicos positivos do plasma são acelerados através do potencial de polarização e atingem a superfície da peça com alta energia. Se um gás reativo como nitrogênio, oxigênio ou acetileno for admitido na câmara, os íons metálicos reagem com o gás para formar nitretos, óxidos ou filmes de carbono semelhantes a diamantes, como TiN, CrN, AlTiN e DLC. Isto princípio de funcionamento do revestimento iônico de arco catódico é a base da maioria das máquinas de revestimento por plasma a arco vendidas atualmente.

Um sistema completo inclui câmara de vácuo, unidade de bombeamento, fontes de alimentação de arco, fonte de polarização, controladores de fluxo de gás e um sistema de controle programável, com opções como aquecimento de substrato, gravação de íons e limpeza por descarga luminosa. O layout mecânico tem tanta influência na qualidade do revestimento final quanto os parâmetros elétricos, porque o revestimento uniforme depende da posição e orientação de cada peça dentro da câmara.

Vale a pena separar este método da pulverização de plasma. O equipamento de pulverização de plasma derrete pó ou fio em um jato de plasma e impulsiona gotículas fundidas sobre uma superfície para formar camadas espessas e mecanicamente ligadas, normalmente de 100 a 500 mícrons. As máquinas de revestimento de plasma por arco PVD depositam filmes de 1 a 5 mícrons com uma ligação em nível atômico. Ambos os processos utilizam plasma, mas resolvem problemas diferentes e devem ser selecionados por motivos diferentes.

A configuração de produção mais comum é o layout multiarco, no qual diversas fontes de arco são distribuídas ao redor das paredes da câmara para cobrir uniformemente uma carga de trabalho rotativa. Um bom exemplo é o máquina de revestimento a vácuo de íons multi-arco , que é projetado para revestimento em lote de ferramentas de corte, ferragens e componentes automotivos.

Fornecedores de máquinas de revestimento a vácuo de íons multi-arco, fábrica Como fabricantes e fábricas de máquinas de revestimento de íons multiarco na China, Ningbo Danko Vacuum Technology Co., Ltd. Ver Produto →

Por que o revestimento de plasma a arco a vácuo é escolhido

Os compradores escolhem uma máquina de revestimento de plasma a arco por três razões mensuráveis: adesão, densidade de revestimento e taxa de deposição. Os íons chegam ao substrato com energia muito maior do que os átomos neutros evaporados, de modo que o filme tem forte adesão mesmo em superfícies polidas. O revestimento cresce com uma estrutura densa e sem porosidade em toda a espessura, o que é importante para a resistência à corrosão e proteção contra desgaste. E o processo de arco deposita material mais rápido do que a maioria das configurações de pulverização catódica com magnetron, o que encurta os tempos de ciclo.

O revestimento de plasma de arco também funciona em temperaturas de substrato relativamente baixas quando a polarização e a corrente do arco são controladas corretamente. Muitas peças podem ser revestidas abaixo de 200 graus Celsius, o que significa que ferramentas endurecidas e componentes pré-temperados mantêm suas propriedades metalúrgicas.

Nenhum processo é isento de compensações. A evaporação do arco produz microgotículas que podem deixar pequenos defeitos na superfície do filme. Os fornecedores os reduzem com direção magnética do ponto do arco, filtros de macropartículas ou potência do arco pulsado. Este ponto é importante para trabalhos decorativos, pois as gotas afetam o brilho e a consistência da cor. O revestimento por plasma de arco também é um processo de linha de visão: furos cegos profundos e furos internos são difíceis de revestir uniformemente, portanto, o design do acessório e a orientação da peça precisam fazer parte da decisão de compra.

Aplicações típicas de máquinas de revestimento de plasma a arco

A tabela abaixo resume as principais áreas de utilização e o que se espera que o revestimento faça em cada caso.

As oficinas de ferramentas de corte são as maiores usuárias de máquinas de revestimento a plasma a arco. Um filme duro como TiN ou AlTiN permite que uma fresa funcione em velocidades mais altas enquanto protege a aresta de corte. Dedicado máquina de revestimento de ferramentas e moldes as configurações são construídas com múltiplas fontes de arco, controle de polarização e sistemas de pré-aquecimento para atender a esse tipo de demanda de produção.

Custom Tool&Die super subdural máquina de revestimento iônico Fornecedores, Fábrica - Ningbo D Ningbo Danko Vacuum Technology Co., Ltd. é fornecedor e fábrica de máquinas personalizadas de revestimento iônico super subdural Tool&Die na China, este equipamento... Ver Produto →

A produção decorativa impõe um conjunto diferente de exigências à máquina. A consistência da cor de lote para lote, a suavidade da superfície e as geometrias das peças misturadas são as prioridades. Um máquina de revestimento a vácuo PVD para decoração de hardware atende a esses requisitos com corrente de arco controlada, fluxo de gás reativo estável e acessórios giratórios que mantêm a espessura do filme uniforme em cada carga.

Fornecedores de máquinas de revestimento a vácuo PVD para decoração de hardware personalizado, fábrica - Ningb Ningbo Danko Vacuum Technology Co., Ltd. é fornecedor e fábrica de máquina de revestimento a vácuo PVD de decoração de hardware personalizada na China, Hardware De ... Ver Produto →

Peças de transmissão mecânica, como engrenagens, rolamentos e compressores de parafuso, beneficiam-se de revestimentos DLC ou CrN de baixo atrito que reduzem o desgaste e escoriações. As fábricas automotivas usam máquinas de revestimento de plasma a arco para aros de rodas, acabamentos externos, logotipos e refletores de lâmpadas, onde cada lote deve reproduzir a mesma aparência metálica.

O que verificar antes de comprar uma máquina de revestimento por plasma a arco

Uma máquina de revestimento de plasma a arco é uma compra de capital de longo prazo. A máquina com as melhores especificações nem sempre ganha no papel, mas os pontos a seguir o ajudarão a comparar as ofertas em igualdade de condições.

1. Especificação de revestimento e limites de substrato. Defina a dureza, espessura, adesão e cor necessárias antes de comparar as máquinas. Um sistema multiarco simples pode ser suficiente para um revestimento decorativo dourado, enquanto o AlTiN em fresas de topo de metal duro exige fontes de arco mais fortes e controle de gás mais rígido.
2. Volume da câmara e carga do lote. Calcule o tamanho do lote alvo e as dimensões da peça. Uma câmara maior fornece mais peças por ciclo, mas tempos de bombeamento mais longos e maior consumo de energia.
3. Configuração da fonte do arco. Pergunte quantas fontes de arco estão instaladas, como estão dispostas e se utilizam direção magnética. A cobertura uniforme em toda a zona de trabalho depende deste projeto.
4. Sistema de vácuo e velocidade de bombeamento. O revestimento duro normalmente requer uma pressão final na faixa de 10^-3 Pa. Verifique a combinação de bombas de difusão, raízes ou turbomoleculares e o tempo necessário para atingir a pressão de trabalho.
5. Fontes de alimentação e controle de polarização. A fonte de alimentação do arco e a fonte de polarização do substrato determinam a adesão e a estrutura do filme. A polarização pulsada e os ciclos de trabalho ajustáveis ​​são valiosos se você planeja revestir formas complexas ou peças dielétricas.
6. Consumíveis e suporte. Confirme a disponibilidade de alvos, fontes de arco, bombas de vácuo, óleo de bomba e peças sobressalentes. Um fornecedor que também fornece consumíveis simplifica a manutenção e mantém a produção em funcionamento.

Revendo modelos de fabricantes que constroem uma gama completa de máquinas de revestimento iônico multiarco pode ajudá-lo a combinar o equipamento com seu mix de peças e plano de produção existente.

Escolhendo o fornecedor certo de máquina de revestimento por plasma a arco

A qualidade de uma máquina de revestimento por plasma a arco aparece na produção diária: tempo de ciclo, repetibilidade do revestimento e número de lotes rejeitados. Um fabricante com experiência em aplicações de PVD rígido, decorativo e óptico pode aconselhar sobre o projeto da câmara, seleção da fonte de arco e parâmetros do processo antes de você se comprometer. Ao avaliar um fornecedor, solicite instalações de referência em seu setor e confirme se a máquina pode ser instalada, comissionada e reparada sem grandes atrasos. A máquina certa é aquela que se adapta às suas peças, às suas especificações de revestimento e ao seu volume de produção, e essa adequação é determinada tanto pela configuração da máquina e pelo suporte do processo quanto pelo preço.