10
Obsah PVD povlakování servis...2 10 www.dmeeu.com - 1 -
Fyzikální depozice z páry (PVD) je v podstatě technika povrchové úpravy vypařováním, zahrnující přenos materiálu na atomové úrovni. Jedná se o alternativu k elektrolytickému pokovování. Proces je podobný chemické depozici z páry (CVD) s výjimkou toho, že surové materiály/prekurzory, tzn. materiály určené k depozici, jsou ve výchozím stavu v pevné formě, kdežto při CVD jsou prekurzory přiváděny do reakční komory v plynném skupenství. Jak funguje fyzikální depozice z páry? Procesy PVD probíhají ve vakuu a zahrnují čtyři kroky: 1. Vypařování: Během této fáze je cíl, sestávající z materiálu určeného k depozici bombardován vysokoenergetickým zdrojem jako je např. paprsek elektronů nebo iontů. To vede k vytržení atomů z povrchu cíle, jejich vypaření. 2. Přenos: Tento proces zjednodušeně sestává z pohybu vypařených atomů z cíle k substrátu určenému k povrchové úpravě a obecně jde o snadnou záležitost. 3. Reakce: Když se povrchové vrstvy skládají z oxidů, nitridů nebo karbidů kovu a jiných podobných materiálů, cíl se skládá z kovu. Atomy kovu reagují s vhodným plynem v průběhu přenosové fáze. 4. Depozice: Je proces vytváření povrchové vrstvy na substrátu. K čemu se povrchové úpravy PVD používají? Povrchové úpravy PVD jsou prováděny z mnoha důvodů. Některé z nich jsou: Zvýšená tvrdost a odolnost opotřebení Snížení tření Zlepšená odolnost oxidaci Použití takových povrchových úprav má za cíl zlepšit účinnost skrze vylepšení výkonu a delší životnost součástky. Povrchové úpravy mohou umožnit použití ošetřených součástek v prostředí, ve kterém by jejich použití nebylo jinak možné.
Fyzikální depozice z páry (PVD) Definice PVD Výhody procesu fyzikální depozice z páry Materiály mohou lepší vlastnosti než materiál substrátu Lze využít téměř jakýkoli typ anorganického materiálu a také některé organické materiály Proces je šetrnější k životnímu prostředí než jiné procesy např. elektrolytické pokovování Aplikace Povrchové vrstvy PVD jsou obecně používány ke zlepšení tvrdosti, odolnosti opotřebení a oxidaci. Proto mají takové povrchové úpravy široké pole využití jako například v leteckém průmyslu, automobilovém průmyslu, v chirurgii/medicíně, při výrobě barev a forem pro všechny druhy zpracování materiálu, pro řezací nástroje 10
PVD povlakování servis Povrchové vrstvy PVD jsou obecně používány ke zlepšení tvrdosti, odolnosti opotřebení a oxidaci. Proto mají takové povrchové úpravy široké pole využití jako například v leteckém průmyslu, automobilovém průmyslu, v chirurgii/medicíně, při výrobě barev a forem pro všechny druhy zpracování materiálu, pro řezací nástroje Společnost DME převzala od americké korporace Micro Surface Inc. licenci na novou povrchovou úpravu pro kovové nástroje a součástky, kterou vám představujeme pod názvem LAMCOAT. Tato povrchová úprava v Evropě zcela výjimečná je v mnohých ohledech vynikajícím doplňkem k povrchové úpravě PVD tvrdých materiálů jako jsou titan-nitrid (TiN) nebo chrom-nitrid (CrN) a může být použita na všech tvrdých i měkkých kovech. Povrchová úprava vyvinutá pro cesty do vesmíru byla v tomto oboru za extrémních podmínek roky používána a testována na všech pohyblivých součástkách v mechanických, elektrických a hydraulických dílech. V USA je používána servisními společnostmi a nové typy použití jsou nalézány každý den. Klíčovou charakteristikou povrchové úpravy LAMCOAT je významné snížení tření o přibližně 70 % v závislosti na aplikaci a použití. Výsledkem jsou vynikající mazné a kluzné vlastnosti. LAMCOAT je měkká povrchová vrstva na bázi bisulfit wolframu, která je aplikována za pokojové teploty o tloušťce mezi 0,0005 a 0,0015 mm. LAMCOAT se používá v mnoha průmyslových odvětvích po celém USA např.: Technologie plastů Technologie pohonů Automobilový průmysl Hydraulika Lisovací technologie Elektrotechnika Výroba kuličkových ložisek Kosmonautika Výroba strojů Letecký průmysl Technologie stříhání Využití LAMCOAT Technologie plastů 1. Vyhazování LAMCOAT omezuje odpor tření, což vede k menší potřebné síle nižším požadavkům na energie omezení nebo úplnému odstranění otřepů vysoce kvalitnímu povrchu součástek protože je omezeno riziko deformace 2. Doba cyklu Díky omezení tření je možné dosáhnout kratší doby cyklu a/nebo v závislosti na 4 - www.dmeeu.com
PVD povlakování servis materiálu, může být vstřikovací teplota snížena, aby se celkově zkrátila doba cyklu. To bylo dokázáno při celkových testech provedených v USA, při nichž téměř všechny běžné materiály vykázaly zkrácení doby cyklu ve spojení s výhodami uvedenými v bodě 1. Další podrobnosti jsou dostupné na vyžádání. 3. Pohyblivé součástky Všechny pohyblivé součástky jako čelisti, vyhazovací kolíky a také vložky a tyče válců mohou být obaleny vrstvou LAMCOAT a při správném používání jsou bezúdržbové. 4. Harmlessness In the USA, the LAMCOAT coating has obtained harmlessness certification for the production fields in which LAMCOAT coated materials are used for the manufacture of products for the foodstuffs and pharmaceutical industries. Nezávadnost Díky svým vynikajícím mazným a kluzným vlastnostem je LAMCOAT používán při lisovacích a protahovacích procesech. Povrchová úprava LAMCOAT zde může být využita jako doplněk k povrchové úpravě PVD. Lisovací čas protahovacích kolíků a matic s povrchovou úpravou PVD je zvýšen použitím povrchové úpravy LAMCOAT díky jejím vylepšeným lubrikačním a kluzným vlastnostem. Ve stejnou dobu je možné snížit podíl lubrikantů a maziv. Povrchová úprava přináší výhody při použití všech materiálů jako ocelový plech, veškeré slitiny a neželezné plechy a plechy s povrchovou úpravou. Pohyblivé součástky v lisovacích nástrojích jako vodicí lišty a jiné funkční součástky, stejně jako tyče a pouzdra se s povrchovou úpravou stávají bezúdržbovými. Zde obzvláště doporučujeme laminovaná ocelová pouzdra s povrchovou úpravou LAMCOAT. Je známo, že laminovaná ocelová pouzdra s bronzovou vrstvou mají delší životnost než tradiční ocelová pouzdra. Dále při kombinaci materiálů ocelových vodicích kolíků s bronzovou a LAMCOAT povrchovou vrstvou dochází ke zlepšení vodicích vlastností a prodloužení lisovací doby (životnosti). Výroba kuličkových ložisek Kuličková a válečková ložiska mohou být před instalací nebo již sestavená potažena povrchovou vrstvou LAMCOAT. Při snížení tření je možné omezit vznik tepla při vysokém zatížení. Navíc je mnohdy možné omezit mazání, takže se kuličkové ložiska stanou bezúdržbovými. Mechanická ložiska Použití povrchové vrstvy LAMCOAT pro radiální nebo axiální pohyb součástek nebo částí stroje může v mnoha případech vest k bezúdržbovým mechanickým ložiskům. Střihací nástroje V současné střihací technologii je povrchová úprava PVD tvrdých materiálů jako TiN, CrN nebo další na špičkové úrovni. Povrchová úprava LAMCOAT vede k dalšímu snížení tření a také omezuje navařovací proces skrze lepší odstranění odstřižených částí. 10 www.dmeeu.com - 5 -
PVD povlakování servis Specifikace LAMCOAT LAMCOAT je měkká povrchová úprava na bázi bisulfidu wolframu. Povrchová úprava LAMCOAT je prováděna při pokojové teplotě proto nedochází k deformaci nebo změně povrchu. Potažení povrchovou vrstvou probíhá bez přidání pojiv nebo chemických přísad. Vzniká spojení na molekulární bázi. Tloušťka povrchové vrstvy Tloušťka povrchové vrstvy LAMCOAT je mezi 0,0005 a 0,0015 mm. Vrstva je rovnoměrně aplikována na všechny povrchy. Povrchová vrstva je modrá/šedá a má odlišný vzhled v závislosti na potaženém povrchu. Rozsah teplot Povrchová úprava LAMCOAT může být použita v rozmezí od -273 C až do přibližně +400 C (krátkodobě až do +652 C). Při použití ve vakuu: 10-10 mbar 188 C až +1316 C. Chemická stabilita Povrchová úprava LAMCOAT je chemicky neutrální, odolná korozi a netoxická. Může být aplikována na všechny pevné kovové povrchy. Je odolná vůči většině rozpouštědel a sloučeninám benzínu a chlóru. Podléhá kyselině sírové a kyselině fluorovodíkové stejně jako horkým žíravým alkalickým louhům. Samotná povrchová úprava LAMCOAT je odolná korozi, ale není schopna zabránit vlivu na nekorozivní přenosové materiály. 6 - www.dmeeu.com
PVD povlakování servis Kompatibilita Povrchová úprava LAMCOAT je s úspěchem používána v kombinaci s petrochemickými oleji a lubrikanty, syntetickými lubrikanty, silikonovými lubrikanty a hydraulickými kapalinami. Je schopna navázat lubrikanty a pokusit se vytvořit a udržet hydro-dynamickou vrstvu. Aplikujeme následující povrchové úpravy PVD tvrdých materiálů: LAM A (CrN) LAM B (TiN) LAM C (TiCN) LAM D (TiAlN) Úspory a vyšší kvalita díky povrchové úpravě tvrdých materiálů na míru konkrétním výrobkům: Povrchová úprava tvrdého materiálu je závislá na funkci a účelu. Zkušenosti ukazují, že aplikace správné povrchové úpravy tvrdých materiálů na správný povrch je klíčová. Technologie plastů Zde je výhodné použití povrchových úprav tvrdých materiálů, zvláště LAM-A (CrN) a LAM-B (TiN). Povrchové vrstvy jsou nanášeny na vytvarované kontury, celoplošně nebo částečně, stejně také na pohyblivé součástky jako jsou vodicí lišty, vyhazovače atd. Lisovací technologie Nejlepší výsledky byly dosaženy s LAM-A (CrN) a LAM-B (TiN), kde je povrchová vrstva směřována k materiálu určeném ke zpracování, např. pláty nerezavějící oceli, neželezné kovy, platy s nebo bez povrchové úpravy. Povrchová úprava nabízí jasné výhody při aplikaci na prorážecí a střihací pouzdra a také pohyblivé části deformačních technologií. Technologie stříhání I zde je možné, v závislosti na místě aplikace, použít některou z povrchových úprav PVD. U nástrojů pro řezání, soustružení nebo vrtání lze dosáhnout vyššího stupně použití a také zvýšení rychlosti řezání a postupu stejně jako zlepšení kvality povrchu. Zvláštní vývody povrchové úpravy LAMCOAT : Klíčové vlastnosti povlaku LAM-A (CrN) jsou vysoký oděr a vynikající síla přilnavosti. Kovově modrý povrch má obzvláště nízký koeficient odporu, který lze ještě snížit následným leštěním. Povrchové úpravy jsou obzvláště vhodné pro technologie tvarování kovů a plastů. V dnešní době jsou povrchové úpravy tvrdých materiálů aplikovány moderními způsoby při teplotách od 200 C. 10 www.dmeeu.com - 7 -
PVD povlakování servis Povrchová úprava LAMCOAT Tento typ povrchové úpravy byl vyvinut v USA pro cesty do vesmíru a od té doby je používán v mnoha odvětvích mechaniky, elektrotechniky a hydrauliky. LAMCOAT je měkká povrchová vrstva na bázi bisulfit wolframu, aplikovaná za pokojové teploty o tloušťce mezi 0,0005 a 0,0015 mm. Tato povrchová úprava snižuje tření až o 70 % v závislosti na aplikaci. Tato povrchová úprava s vynikajícími maznými a kluznými vlastnostmi je v mnoha případech ideálním doplňkem povrchových úprav PVD tvrdých materiálů. Oblasti použití... Pro mechanické/dynamické součástky: Tvarování kovů: protahovací, lisovací a tvarovací nástroje pro neželezné kovy a chromniklové oceli Mezinárodní závody: efektivní zvýšení výkonu o 10 % potažením pohonu Ložiska velkých lisů: omezení vnitřní teploty o přibližně 20 % snížením tření Kuličková ložiska pro vysoce a velmi vysoce vakuové aplikace Speciální kuličková ložiska: funkční vylepšení Součásti čerpadel: vyšší nákladová efektivita díky snížení tření 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%
PVD povlakování servis... Pro nástroje vstřikovacího odlévání: rychlé plnění dutin Uncoated u většiny plastů nutná malá síla pro vyjmutí snížení teploty nástrojů zkrácení doby cyklu LAM-A (CrN) omezení množství média potřebného k oddělení formy zvýšení bezpečnosti výroby LAM-A (CrN)+ LAMCOAT žádná změna geometrie součásti při vyjímání méně odpadu 15.000 30.000 45.000 60.000 75.000 90.000 105.000 120.000 135.000 150.000 Quantity... Pro tvarovací nástroje omezení množství Stamping lubrikantu time comparison: zvýšení doby Example: použitelnosti 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 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 -
10 - www.dmeeu.com