O revestimento PVD é um tratamento de superfície que protege uma ferramenta ou peça contra o desgaste, a corrosão e temperaturas extremas e confere um aspeto atraente ao artigo.
A tecnologia de revestimento PVD (Deposição Física de Vapor) é um processo em que os metais são convertidos para um estado gasoso e transferidos para um objeto para formar um revestimento fino. Este revestimento, que tem uma espessura de alguns microns, como um décimo de um cabelo humano, pode melhorar significativamente as propriedades do objeto sobre o qual é depositado. A resistência ao desgaste é aumentada até 20 vezes. Os objectos são protegidos contra o desgaste, a corrosão, as altas temperaturas e ficam com um aspeto fantástico.
A nossa tecnologia
Para o revestimento, utilizamos a pulverização catódica PVD, a pulverização catódica magnetrónica, tanto DC como pulsada, e a pulverização catódica magnetrónica HiPIMS.
Todos os materiais metálicos limpos, exceto o zinco, o vidro, os plásticos e a cerâmica podem ser revestidos. Para o revestimento de peças de máquinas e ferramentas, estamos limitados pelo tamanho da câmara de vácuo, com um tamanho máximo de peça num cilindro com um diâmetro de 450 mm e uma altura de 700 mm. Para algumas aplicações decorativas, podemos revestir peças até uma dimensão de cilindro de 1300 mm de diâmetro e 1500 mm de altura.
É possível depositar revestimentos a baixas temperaturas (até 150°C) para que o material ao qual o revestimento é aplicado (por exemplo, alumínio, aço endurecido) não seja danificado pela temperatura.
Como é que a tecnologia PVD funciona?
Aspirar a câmara
10 – 30 min
O objeto é colocado na câmara de vácuo, que é então evacuada a uma pressão muito baixa. Este passo assegura que o processo de revestimento ocorre num ambiente sem ar ou outros gases indesejáveis que possam afetar a qualidade do revestimento.
Aquecimento
90 min
A câmara de vácuo é aquecida para melhorar a aderência e a densidade do revestimento. A temperatura e o tempo de aquecimento dependem do material do objeto e das propriedades desejadas do revestimento, situando-se normalmente entre 180-450 °C.
Gravura iónica
30 – 90 min
A gravação iónica remove a fina camada de óxido que se forma na superfície das peças metálicas na presença de ar. Isto aumenta a resistência do revestimento à descamação e ao desgaste. A gravação iónica ativa a superfície das peças.
Revestimento
2 – 10 hod
O material de revestimento (titânio, zircónio, alumínio, etc.) é vaporizado na câmara de vácuo e deposita-se atomicamente no objeto, formando uma película fina. Os parâmetros são ajustados para assegurar a espessura e propriedades desejadas do revestimento.
Controlo de qualidade
12 hod
Após o processo, a câmara retorna à pressão atmosférica e a peça é resfriada para manuseio seguro. Segue-se uma avaliação de qualidade, incluindo medição da espessura e testes de aderência, para garantir as propriedades desejadas.
Existe uma grande variedade de revestimentos disponíveis e estamos aqui para o ajudar a escolher a tecnologia certa para as suas necessidades. Para os clientes que se preocupam com a elevada estética dos produtos, temos revestimentos tratados com HiPIMS. Os clientes que necessitem de reduzir a fricção no seu processo de fabrico receberão bem os revestimentos DLC ou MoSC quando se trata de vácuo. Se estiver particularmente preocupado em aumentar a durabilidade das suas ferramentas de produção, pode considerar um dos revestimentos PVD à base de nitretos. Estamos aqui para o aconselhar e conceber uma solução para si.
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Somos um dos poucos na República Checa a utilizar o método HiPIMS (High Power Impulse Magnetron Sputtering), que é uma versão avançada da tecnologia de pulverização magnetrónica que utiliza impulsos de alta potência para criar plasmas com elevada densidade de iões. Embora a pulverização por arco e por magnetrão sejam as técnicas básicas de PVD, a HiPIMS é uma versão avançada da pulverização por magnetrão que combina as vantagens de ambas as tecnologias para criar revestimentos com uma melhor microestrutura, o que significa que os revestimentos podem ser mais lisos, mais densos e ter melhores propriedades.
Comparação das tecnologias PVD
TECNOLOGIA PVD
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Vantagens
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Desvantagens
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Produtos típicos
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Motivo de adequação
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VAPOR ARC
Arc Evaporation
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- Maior dureza dos revestimentos
- Elevada aderência e densidade
- Produz gotículas (macropartículas)
- Baixa proteção contra a corrosão
- Tensões internas elevadas
- Ferramentas de corte (brocas, fresas)
- Ferramentas de conformação de metais
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- Ideal para aplicações que requerem revestimentos muito duros e duradouros, como AlCrN ou AlTiN
- Pode produzir revestimentos com elevada aderência à superfície, o que é fundamental para melhorar a vida útil e o desempenho das ferramentas de corte
PULVERIZAÇÃO CATÓDICA POR MAGNETRÃO
Magnetron Sputtering
- Baixa tensão interna
- Superfície lisa
- Controlo preciso da espessura e da composição do revestimento
- Menor aderência do revestimento em comparação com Arc ou HiPIMS
- Ferramentas de moldagem
- Peças de máquinas em que é necessário um atrito reduzido
- Peças com propriedades ópticas específicas
- Aplicações decorativas
- Permite a produção de revestimentos muito uniformes e homogéneos com uma rugosidade muito baixa em grandes áreas, ideal para a produção de películas finas para ecrãs electrónicos
- Criação de revestimentos extremamente densos e barreiras de difusão
HiPIMS
High Power Impulse Magnetron Sputtering
- Elevada resistência ao desgaste e à corrosão
- Baixas tensões internas
- Superfície lisa sem gotículas
- Elevada dureza dos revestimentos
- Taxa de deposição cerca de 20% inferior
- Ferramentas de corte e conformação
- Componentes aeroespaciais
- Instrumentos e implantes médicos
- Revestimentos decorativos
- Excelentes propriedades de aderência, baixo coeficiente de fricção e elevada resistência à corrosão
- Formação de revestimentos densos e duros
- Excelentes propriedades mecânicas e químicas
Como é que o HiPIMS funciona?
HiPIMS significa High Power Impulse Magnetron Sputtering, que se traduz por pulverização magnetrónica de impulso de alta potência. O HiPIMS é como um spray super moderno. Ao contrário da pulverização convencional, que pode deixar uma superfície áspera e irregular, o HiPIMS utiliza descargas eléctricas para "pulverizar" o material sobre a peça de forma tão fina que a superfície resultante é lisa como um espelho e extremamente dura.
Como é que o HiPIMS funciona? Ao contrário da pulverização convencional, em que o material é depositado continuamente, a pulverização HiPIMS transfere o material em impulsos de microssegundos com uma potência na ordem dos megawatts. Esta energia é então capaz não só de despoeirar os átomos, mas também de os ionizar e subsequentemente implantá-los na superfície da peça revestida. Desta forma, o material revestido liga-se tão bem à peça que é quase como se fossem sempre um só.
Revestimentos PVD
Os revestimentos PVD são amplamente utilizados numa variedade de indústrias, incluindo ferramentas e instrumentos de corte, onde prolongam a vida útil e aumentam a resistência ao desgaste, na indústria automóvel para melhorar a resistência à corrosão e ao desgaste dos componentes, na eletrónica, onde melhoram a condutividade e protegem contra a corrosão, bem como na indústria médica, onde oferecem superfícies biocompatíveis para implantes e instrumentos, e em relógios e joalharia, onde proporcionam acabamentos estéticos e aumentam a resistência aos riscos. Além disso, os revestimentos PVD são mais amigos do ambiente em comparação com alguns processos tradicionais, o que os torna uma escolha ideal para uma vasta gama de aplicações.
Os materiais sintéticos mais duros (HV 1000 - 4000) conhecidos. Elevada resistência à abrasão, ao desgaste e à erosão.
Fina (1 - 10 micrómetros) - impacto mínimo nas dimensões e tolerâncias da peça e ferramentas
A fricção muito baixa (0,01 - 0,6) reduz as perdas por fricção e minimiza o desgaste das peças
Superfícies não adesivas (contra plásticos) - elevada variabilidade de alterações nas propriedades químicas e físicas da superfície
Baixas temperaturas de revestimento (150° - 450°C) - não altera a geometria da peça devido à expansão e mantém a resistência do material
Elevada aderência aos materiais -excelente aderência dos revestimentos a vários materiais - metais, vidro e plásticos
Crescimento do revestimento PVD
O vídeo mostra o crescimento de multicamadas de Nb e Zr simuladas pelo método padrão de dinâmica molecular. Na primeira parte do vídeo, as cores representam os átomos de cada elemento. Na segunda parte, as cores mostram o número de átomos vizinhos. O número de átomos adjacentes indica a estrutura cristalina (bcc para o Nb e fcc para o Zr), bem como os defeitos devidos à sombra e à interdifusão.
Revestimentos DLC
O DLC "Diamond-Like Carbon" combina algumas das melhores propriedades dos diamantes - a sua incrível dureza e capacidade de resistir a riscos - mas é muito mais económico e flexível na aplicação.
Pode revestir quase tudo com este diamante, desde peças de automóveis a instrumentos cirúrgicos e até mesmo o seu relógio, conferindo-lhe uma resistência extra ao desgaste e prolongando a sua vida útil. Para além de tornar o seu material mais durável, os revestimentos DLC também reduzem significativamente o atrito, o que significa que as peças móveis podem mover-se de forma mais suave e eficiente sem sobreaquecer. Isto é ótimo para tudo o que gira, desliza ou se move - desde motores a equipamento de produção e equipamento desportivo.
A nossa especialização
Revestimento de moldes e matrizes
Ao contrário de outros processos de PVD, os nossos revestimentos de moldes e matrizes caracterizam-se por uma superfície muito lisa sem gotículas (pulverização por arco) e estruturas colunares grosseiras (pulverização por magnetrão DC). Como resultado, é possível obter uma superfície que atinge um desempenho fiável e uma eficiência óptima.
O revestimento de ferramentas de conformação prolonga a sua vida útil, reduzindo assim os custos de produção. O revestimento adequado evita o desgaste abrasivo (por exemplo, em plásticos compostos de fibra de vidro), o desgaste adesivo e a colagem em formas complexas e problemas com rebarbação.
Revestimentos tribológicos - DLC, WS2, WSC/WSN
Os revestimentos tribológicos são utilizados sempre que é necessário reduzir o coeficiente de atrito, evitar a laminagem a frio e assegurar boas propriedades de deslizamento.
O princípio básico dos revestimentos tribológicos é a formação de uma camada tribológica, que é formada pela transformação de várias camadas atómicas superiores do material. Um exemplo comum são os revestimentos DLC. Os revestimentos DLC no estado depositado são constituídos por carbono numa configuração de diamante e grafite (aproximadamente 50:50), em que a configuração de diamante proporciona uma elevada dureza e a configuração de grafite proporciona uma baixa fricção. Sob pressão, as ligações de diamante são convertidas em ligações grafíticas no contacto de fricção e os flocos de grafeno 2D resultantes medeiam a baixa fricção e, consequentemente, o baixo desgaste.
Os nossos revestimentos WSC/WSN exclusivos baseados em dicalcogenetos de metais de transição funcionam segundo um princípio semelhante.
Revestimento de plásticos
Graças a uma tecnologia especial desenvolvida pela AdvaMat s.r.o., é possível revestir peças de plástico em pequenas e grandes séries com revestimentos metálicos decorativos em ouro, prata ou bronze.
As peças são submetidas apenas a uma pequena carga térmica durante o processo, T<50°C, pelo que mesmo as peças de paredes finas não são afectadas. Todos os materiais que podem ser expostos ao vácuo, tais como ABS, PP, PE, PA ou PEEK, podem ser revestidos. O tamanho máximo da peça é de 1500 x 1500 x 300 mm.
Este processo de revestimento é amigo do ambiente, substitui a cromagem química e está em conformidade com a legislação REACH.
Revestimento a baixas temperaturas
Aplicamos revestimentos duros de nitreto e metálicos a baixas temperaturas, < 150°C. Graças à fonte de impulsos, conseguimos revestir revestimentos muito duros com uma adesão perfeita, mesmo a temperaturas tão baixas.
Podemos revestir aço 19 312, aços nitretados, ligas de alumínio e outros materiais de temperatura instável de uma forma que não danifique o material de suporte. A baixas temperaturas, revestimos principalmente CrN, TiN, TiAlN, (CrAl)203 e DLC, podendo ser seleccionados outros materiais.
Também podemos revestir plásticos e impressões de impressoras 3D (PLA, ABS e outros). Para estes materiais, o revestimento serve principalmente para propriedades estéticas ou para aumentar a condutividade eléctrica do material.
Otimização dos seus revestimentos
A AdvaMat Lda. concentra-se principalmente no desenvolvimento e otimização de revestimentos, para que estes sejam aplicados precisamente de acordo com as necessidades do cliente. Para otimizar o revestimento de forma rápida e económica, utilizamos não só métodos de tentativa e erro, mas também um vasto equipamento de medição. Para além das propriedades mecânicas habituais dos revestimentos, podemos medir e ajustar as tensões internas do revestimento, medir a fricção do revestimento contra qualquer material (de acordo com as normas ISO e ANSI) e medir a rugosidade e a geometria da superfície com grande precisão (por exemplo, após retificação ou polimento de lâminas, etc.).
Revestimento de ligas de alumínio
O revestimento de componentes e ferramentas de alumínio ou de vários tipos de duralumínio é uma aplicação que demonstra de forma óptima o significado básico de revestimento. Permite fabricar componentes a partir de um material leve, barato e fácil de maquinar e aplicar um revestimento que lhe confere dureza suficiente e outras propriedades necessárias.
Revestimento de revestimentos não condutores
Os revestimentos PVD não condutores incluem principalmente os revestimentos DLC e os revestimentos de óxidos. Os revestimentos DLC têm aplicações alargadas, principalmente como revestimentos tribológicos para reduzir o atrito em máquinas, como revestimentos com excelente resistência à corrosão e como revestimentos decorativos de luxo.
Os óxidos não foram utilizados durante muito tempo na prática industrial, em ferramentas e componentes, devido ao difícil processo de deposição. Com a sua capacidade de proporcionar um bom isolamento elétrico, complicam o desenvolvimento e a duração de um processo de revestimento estável. É necessário um mecanismo de controlo especial para controlar o crescimento dos revestimentos de óxido.
Os revestimentos de óxidos (Al2O3, (AlCr)2O3 e Cr2O3) são utilizados principalmente como proteção contra a oxidação a altas temperaturas e como excelentes revestimentos anti-aderentes contra plásticos, ligas de alumínio e outros metais não ferrosos.