Prohlížet katalog

Povlakování
10
07/10/2013
Obsah
Info
07/10/2013
PVD povlakování – servis...............................................................2
10
www.dmeeu.com
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
Povlakování
Info
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®
2. Doba cyklu
Díky omezení tření je možné dosáhnout kratší doby cyklu a/nebo v závislosti na
4 - www.dmeeu.com
07/10/2013
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
Povlakování
PVD povlakování – servis
Info
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.
07/10/2013
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.
www.dmeeu.com
www.dmeeu.com
- 5-
10
Povlakování
Info
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.
07/10/2013
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
Povlakování
PVD povlakování – servis
Info
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.
07/10/2013
V dnešní době jsou povrchové úpravy tvrdých materiálů aplikovány moderními způsoby
při teplotách od 200 °C.
10
www.dmeeu.com
www.dmeeu.com
- 7-
Povlakování
Info
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®
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%
07/10/2013
15
.0
0
30 0
.0
0
45 0
.0
0
60 0
.0
0
75 0
.0
0
90 0
.0
10 00
5.
00
12 0
0.
0
13 00
5.
0
15 00
0.
00
0
Quantity
Povlakování
Info
PVD povlakování – servis
15
.0
0
30 0
.0
0
45 0
.0
0
60 0
.0
0
75 0
.0
0
90 0
.0
10 00
5.
00
12 0
0.
0
13 00
5.
0
15 00
0.
00
0
... Pro nástroje vstřikovacího odlévání:
•
rychlé plnění dutin
Uncoated
•
u většiny plastů
nutná malá síla pro vyjmutí
•
snížení teploty nástrojů
LAM-A (CrN)
•
zkrácení doby cyklu
•
omezení množství média potřebného k oddělení formy
LAM-A (CrN)+ LAMCOAT®
•
zvýšení bezpečnosti výroby
•
žádná změna geometrie součásti při vyjímání
Quantity
•
méně odpadu
... Pro tvarovací nástroje
Stampinglubrikantu
time comparison:
•
omezení množství
Example:
Drawing ring of material 1.2379 hardness 62 HRC
•
zvýšení doby
použitelnosti
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
1061 mm
1098 mm +3,3%
PP
1044 mm
1077 mm +3,2%
ABS
998 mm
1046 mm +4,6%
POM+UV GF
983 mm
1021 mm +3,9%
PE
902 mm
932 mm +3,4%
PC
PETG-Copolyester
PMMA
683 mm
709 mm +3,7%
PS impact resistant
PS transparent
754 mm
823 mm +9,1%
495 mm
521 mm +8,3%
495 mm
PEI unreinforced 521 mm +5,1%
07/10/2013
Uncoated
663 mm
683 mm +3,1%
LAMCOAT®
coated
Improvement in %
A study of the
Western Washington
University, USA
10
Filling study
Injection molding tool with spiral geometry:
3 – 9% increase per flow path length
www.dmeeu.com
www.dmeeu.com
- 9-
07/10/2013
10 - www.dmeeu.com