Stroj za plazma keramičko oblaganje: izbor procesa, specifikacije i vodič za kupnju

Oprema za premazivanje

Strojevi za plazma keramičko oblaganje: usklađivanje procesa s dijelom

Dva različita stroja kriju se iza jednog pojma za pretraživanje, a odabir pogrešne obitelji košta puno više od odabira skupe.

Alatnica kojoj su potrebna tri mikrometra aluminij-titan-nitrida na čeonim glodalima od 8 mm nikada neće doći do toga s plamenikom za prskanje plazme. Ljevaonica koja oblaže dvometarske ispušne komponente s 250 mikrometara cirkonijevog oksida neće stići ni s lučnom komorom za isparavanje. Oba procesa su plazma keramička presvlaka, oba se prodaju pod tim imenom i zato su toliki prvi citati tehnički ispravni i komercijalno beskorisni.

Pravilo odlučivanja je na prvom mjestu: odredite debljinu premaza, granicu temperature podloge i geometriju dijela prije čitanja bilo kakve ponude. Te tri varijable eliminiraju jednu obitelj procesa gotovo odmah. Veličina komore, broj katoda, skup pumpi i cijena detalji su o kojima se može naknadno pregovarati.

Što plazma zapravo radi unutar komore

Kod taloženja vakuumskom plazmom, plazma nije prevlaka. To je transportni medij. Katoda je pogođena niskonaponskim, visokostrujnim lukom u višelučnom ionskom nanošenju ili je bombardirana magnetski ograničenim ionima plina u raspršivanju, a para napušta izvor već ionizirana. U izvorima s katodnim lukom udio ionizacije dovoljno je visok da većina onoga što dospije u dio stigne kao nabijene čestice, a ne kao neutralni atomi.

Nabijene čestice su razlog zašto je film gust. Negativni prednapon na držaču supstrata, obično 50 do 200 volti, ubrzava te ione na površinu s desecima do nekoliko stotina elektron volti energije. Taj udar pakira sloj koji raste, zatvara poroznost i pričvršćuje je za podlogu. Dodajte reaktivni plin i metalna plazma postaje keramički spoj na površini: dušik za TiN, CrN i AlTiN, acetilen za DLC i TiCN, kisik za aluminijev oksid i cirkonijev oksid.

Ista plazma čisti dijelove. Prije početka taloženja, korak bombardiranja ionima argona raspršuje oksidne slojeve i ostatke na atomskoj razini. Neuspjesi prianjanja daleko se češće povezuju s ovom fazom nego sa samim premazom, osobito na nehrđajućem čeliku i očvrslom alatnom čeliku.

Citat koji kaže samo "PVD stroj za premazivanje" skriva deseterostruku razliku u debljini filma i nekoliko stotina stupnjeva razlike u temperaturi podloge.

Za nitridnu keramiku na alatima, kalupima i potrošnim dijelovima, višelučna ionska obrada ostaje radna snaga, jer su stope taloženja visoke, a energija iona ugrađena je u proces umjesto da se dodaje naknadno.

Uspoređeni plazma sprej i taloženje vakuumskom plazmom

Dvije se obitelji često predstavljaju kao alternative. Oni nisu konkurencija koliko različiti odgovori na različita pitanja o debljini, temperaturi i završnoj obradi.

I treći i četvrti stupac su vakuumski procesi, ali nisu međusobno zamjenjivi. Izvori luka talože se brže i zadržavaju adheziju na složenoj geometriji. Izvori raspršivanja talože se sporije, ali proizvode glatkije filmove i daleko bolju kontrolu nad stehiometrijom oksida. Ako dio ima zahtjev za zrcalnu završnu obradu ili film mora biti optički čist, raspršivanje pobjeđuje. Ako se radi o svrdlu ili umetku za kalup, luk obično pobjeđuje na cijeni po dijelu.

Specifikacije za usporedbu prije nego što potpišete

Jednom kada je obitelj procesa utvrđena, list sa specifikacijama postaje kratki popis stavki koje istinski mijenjaju ono što stroj može učiniti za vaše dijelove.

1. Korisni volumen komore, a ne vanjske dimenzije. Zatražite visinu stalka i promjer rotacije, a zatim provjerite kako vaš najveći dio sjedi na učvršćenju.
2. Pumpa i osnovni tlak. Pumpa s rotirajućim lopaticama s puhalom i pumpom za difuziju ulja ili turbomolekularnom pumpom uobičajeni je raspored; dosegnuti osnovni tlak postavlja gornju vrijednost čistoće filma.
3. Broj katoda, veličina mete i materijal mete. Stroj s tri katode i stroj s dvanaest katoda koštaju drugačije i premazuju se drugačije.
4. Konfiguracija napajanja. Napajanje električnog luka za katode, istosmjerni ili impulsni prednapon za držač supstrata i srednjofrekventni ili RF izvori kada su u pitanju izolacijske oksidne mete.
5. Rotacija podloge. Rotacija s jednom osi je jeftinija, planetarna rotacija s tri osi daje osjetno bolju ujednačenost debljine preko miješanog opterećenja.
6. Kontrola reaktivnog plina. Sami regulatori masenog protoka nisu dovoljni za rad nitrida i oksida; kontrola parcijalnog tlaka ili praćenje emisije plazme drži proces izvan ciljane zone trovanja.
7. Veličina opterećenja i vrijeme ciklusa. Dijelovi po satu važniji su od glavne cijene, jer rad i režije ovise o satima, a ne o komorama.
8. Dokumentacija i mjerenje. Podaci o debljini, tvrdoći, adheziji i boji trebali bi biti dio paketa prihvaćanja, a ne usluga.

Za oksidnu keramiku kao što su Al2O3, ZrO2 i prozirni vodljivi oksidi, razgovor o specifikaciji pomiče se od tvrdoće prema stehiometriji, jer film mora biti električni ili optički ispravan, a ne samo otporan na habanje.

Gdje se guste keramičke folije vraćaju

Keramički PVD filmovi ostvaruju svoju cijenu tamo gdje se preklapaju tri uvjeta: trošenje ili korozija skraćuju životni vijek dijela, završna obrada površine je važna i dio ne može preživjeti temperature raspršivanja ili liniju za galvanizaciju.

Rezni alati i kalupi

Sloj AlTiN ili TiCN debljine 2 do 4 mikrometra produljuje životni vijek čeonih glodala, svrdla i kalupa za oblikovanje znatno više od onoga što pruža neobloženi ili neotvrdnuti čelik, a nanosi se na temperaturama koje ostavljaju toplinsku obradu alata netaknutom. Aritmetika je jednostavna: jedan stroj može obraditi tisuće alata mjesečno za djelić onoga što košta nova ćelija za brušenje.

Prijenos i dijelovi strojeva

Ležajevi, zupčanici, vretena i rotori vijčanih kompresora imaju koristi od DLC niskog trenja ili CrN otpornog na habanje. Ovdje je ograničavajući faktor obično kaljenje. Ako je dio kaljen na 200 stupnjeva Celzijusa, ciklus premazivanja mora ostati ispod te, što gura specifikaciju prema lučnom ili raspršivanju sa strogo kontroliranim grijanjem.

Medicinski instrumenti i ukrasni dijelovi

Kirurške oštrice trebaju premaz koji ne otupljuje rub, tako da je 1 do 3 mikrometra praktičan prozor. S dekorativne strane, slojevi protiv otisaka prstiju i keramički slojevi u boji na sanitarnom posuđu, posuđu, narukvicama za satove i arhitektonskom hardveru ovise o konzistentnosti boje od serije do serije mnogo više nego o maksimalnoj tvrdoći.

Trošak, rizik i test prihvatljivosti

Vakuumski plazma sustav proizvodno je sredstvo, pa je broj koji je bitan trošak po premazanom dijelu, a ne faktura. Dvije ponude s razlikom u cijeni od 40 posto mogu se potpuno preokrenuti nakon što se veličina opterećenja, vrijeme ciklusa i životni vijek potrošnog materijala uključe u isti izračun.

Stavite test prihvaćanja u ugovor i pokrenite ga na vlastitim dijelovima, a ne na demonstracijskim kuponima dobavljača. Radni paket pokriva:

• Debljina filma izmjerena na stvarnom dijelu kuglastim kraterom ili XRF-om, s navedenom tolerancijom kao što je plus ili minus 10 posto.
• Mikrotvrdoća pod opterećenjem, normalno HV 0,05 ili HV 0,1, na poliranom presjeku.
• Prianjanje pomoću Rockwell C udubljenja u odnosu na HF1 do HF4 ljestvicu ili test ogrebotina s definiranim kritičnim opterećenjem.
• Razlika u boji izmjerena na spektrofotometru, s Delta E ispod 1,5 između serija za dekorativnu proizvodnju.
• Učinak korozije kao što su sati u spreju soli, kada će se dijelom rukovati ili koristiti na otvorenom.
• Tri uzastopne proizvodne serije, na proizvodnom stroju, sa snimljenim procesnim podacima za svaku vožnju.

Istovremeno potvrdite lanac opskrbe potrošnih dijelova. Katode, izvori električne energije, prednaponski izvori, difuzijske ili turbomolekularne pumpe, ulje za pumpe, mete i žice za isparavanje imaju ograničen vijek trajanja, a stroj koji čeka tri mjeseca na metu je stroj koji ne zarađuje. Pomaže u pregledu kompletan asortiman opreme i potrošnog materijala na jednom mjestu, tako da su komora i njezini rezervni dijelovi dio istog pregovora.

Ništa od ovoga ne zahtijeva fiziku dubokog vakuuma. Zahtijeva odluku, prije nego što stigne prva ponuda, treba li dio tanki gusti keramički film ili debeli sloj porozne keramike. Svaki drugi izbor o stroju za plazma keramičko oblaganje slijedi iz tog jedinog odgovora: geometrija komore, broj katoda, skup pumpi, kontrola plina i, na kraju, cijena.

Ako je sljedeći korak razumijevanje kako se proces ponaša na stvarnim proizvodnim površinama, ovaj pregled kako plazma premaz mijenja površinsku obradu je praktična polazna točka prije nego počnete uspoređivati ponude.