El proceso de PVD (deposición física de vapor) consiste en la vaporización de un material metálico y su posterior condensación en la superficie de una pieza de producción en forma de revestimiento.
Este revestimiento mejora la dureza, la durabilidad y la resistencia a los productos químicos y la oxidación de la pieza.
El PVD se utiliza ampliamente en industrias como la aeroespacial, la automovilística y la médica por su capacidad para proporcionar un aspecto duradero, similar al de las joyas, mejorar el rendimiento y facilitar la limpieza.
Explicación de los 5 pasos clave
1. Selección del metal y vaporización
El PVD puede depositar una gran variedad de metales, como aluminio, cromo, titanio, acero inoxidable y otros.
La vaporización de estos metales se consigue mediante diferentes métodos como la evaporación térmica, el arco catódico, el sputtering, la deposición por láser pulsado y la deposición por haz de electrones.
Entre estos, el sputtering es un método comúnmente enfocado, particularmente en un ambiente de vacío.
2. Proceso de sputtering
En el sputtering, iones de alta energía bombardean un blanco metálico sólido, expulsando sus átomos a una fase gaseosa.
A continuación, estos átomos expulsados se depositan sobre la pieza dentro de la cámara de vacío.
El espesor de la capa metálica depende de la duración del ciclo y de la potencia aplicada al blanco.
3. Tecnología PVD y formación del revestimiento
El PVD funciona bajo descarga de arco de baja tensión y alta corriente, evaporando un objetivo metálico e ionizando tanto la sustancia vaporizada como el gas en condiciones de vacío.
Este proceso forma una película ultradura (normalmente de 10um) en la superficie del producto.
Esta tecnología es avanzada en el tratamiento de superficies, capaz de crear películas recubiertas de PVD superduras que son respetuosas con el medio ambiente, ya que se forman en una cámara hermética al vacío.
4. Procesos de recubrimiento y características
Los procesos de recubrimiento PVD más comunes son la evaporación (mediante fuentes de arco catódico o haz de electrones) y el sputtering (mediante fuentes magnéticas mejoradas o magnetrones).
Estos procesos tienen lugar en el vacío a presiones específicas e implican el bombardeo del sustrato con iones energéticos para producir revestimientos de alta densidad.
Pueden introducirse gases reactivos como nitrógeno, acetileno u oxígeno para crear diversas composiciones compuestas de revestimiento, mejorando la unión entre el revestimiento y el sustrato y adaptando las propiedades físicas, estructurales y tribológicas de la película.
5. Pasos del proceso PVD
El proceso PVD consta de cuatro pasos principales:
- Evaporación: Una fuente de alta energía bombardea el objetivo, vaporizando el material.
- Transporte: Los átomos vaporizados se desplazan del blanco al sustrato.
- Reacción: Los átomos metálicos reaccionan con gases seleccionados durante el transporte, formando compuestos como óxidos metálicos, nitruros o carburos.
- Deposición: Los átomos reaccionados se depositan sobre el sustrato, formando el revestimiento final.
Este detallado proceso de PVD garantiza la deposición de revestimientos de alta calidad, duraderos y funcionales, que son cruciales en diversas aplicaciones industriales.
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