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  • Aplicaciones del recubrimiento al vacío
    Dec 25, 2017

    Introducción
    El vacío es un ambiente donde la presión del gas es menor que el ambiente. Un plasma es un entorno gaseoso en el que hay suficientes iones y electrones para que haya una conductividad eléctrica apreciable. El recubrimiento por vacío es la deposición de una película o un recubrimiento en un entorno de vacío (o plasma de baja presión). Generalmente, el término se aplica a procesos que depositan átomos (o moléculas) de a uno por vez, como la deposición física de vapor (PVD) o procesos de deposición de vapor químico a baja presión (LP-CVD) o CVD potenciada por plasma (PECVD). En los procesos de PVD, el material que se deposita proviene de la vaporización de una superficie sólida o líquida. En los procesos de CVD, el material que se deposita proviene de una especie precursora de vapor químico que se descompone por reducción o descomposición térmica, principalmente en una superficie caliente.

    En algunos casos, el material que se deposita reacciona con el entorno gaseoso o una especie codepositada para formar una película de un material compuesto tal como un óxido, un nitruro, carburo o un carbonitruro. En el procesamiento de CVD, el uso de un plasma para fragmentar el precursor de vapor químico en la fase de vapor permite que los procesos de descomposición o reducción procedan a temperaturas más bajas que con la activación térmica sola. El PECVD puede realizarse a presiones tan bajas como las utilizadas en el procesamiento de PVD (PECVD de baja presión, LP-PECVD), donde el vapor precursor se descompone principalmente en el plasma. En algunos casos, se utiliza un proceso de deposición híbrido de PVD y LP-PECVD para depositar aleaciones, materiales compuestos o compuestos. Un ejemplo son los carbonitruros metálicos en los que el carbono proviene de un precursor químico de vapor como el acetileno; el nitrógeno proviene de un gas; y el metal por evaporación, pulverización catódica o vaporización de arco de una superficie sólida o líquida.


    Decorativos y decorativos / Desgaste de revestimientos
    La metalización para fines estrictamente decorativos es un gran mercado. Las aplicaciones varían desde las telas de polímero de revestimiento, que luego se convierten en usos decorativos, como globos y etiquetas, hasta la metalización de artículos tridimensionales, como trofeos deportivos, accesorios decorativos de zinc moldeado y fundido de zinc, y envases cosméticos. A menudo, estos recubrimientos consisten en un recubrimiento de aluminio reflectante que se deposita sobre una capa de base lisa, luego se recubre con una laca teñida para darle al revestimiento el color y la textura deseados y también la resistencia a la corrosión y al desgaste.

    En algunas aplicaciones, además de los aspectos decorativos del revestimiento, se requiere el recubrimiento para resistir el desgaste. Por ejemplo, el nitruro de titanio (TiN) es de color dorado, y el carbonitruro de titanio (TiC x N y ) puede variar en el color del oro al púrpura o negro dependiendo de la composición. El nitruro de circonio (ZrN) tiene el color del latón y es mucho más resistente al desgaste y al rayado que el latón. Los revestimientos decorativos / de desgaste se usan en herrajes de puertas, accesorios de plomería, artículos de moda, hardware marino y otras aplicaciones similares.


    Revestimientos duros y resistentes al desgaste
    Los recubrimientos duros a menudo se llaman recubrimientos metalúrgicos y son un tipo de recubrimiento tribológico. Los recubrimientos duros se utilizan para aumentar la eficacia de corte y la vida operativa de las herramientas de corte y para mantener las tolerancias dimensionales de los componentes utilizados en aplicaciones donde puede producirse desgaste, como los moldes de inyección. Además, los revestimientos pueden actuar como una barrera de difusión donde las altas temperaturas se generan por el movimiento entre las superficies o la protección contra la corrosión en ambientes agresivos. Hay varias clases de materiales de recubrimiento duro. Incluyen: óxidos metálicos unidos iónicamente (Al 2 O 3 , ZrO 2 y TiO 2 ), materiales unidos covalentemente (SiC, carbono boro [B4C], diamante, carbono tipo diamante [DLC], TiC, AlN, CrC, aleaciones mixtas de carburo, nitruro y carbonitruro, y nitruro de boro cúbico), y algunas aleaciones de metales (cobalto cromo aluminio itrio [CoCrAlY], NiAl, NiCrBSi). En algunos casos, los revestimientos pueden ser estratificados para combinar propiedades.

    Los revestimientos duros también se utilizan para minimizar el desgaste por fatiga, como el que se encuentra en los rodamientos de bolas. Los revestimientos resistentes al desgaste también se pueden aplicar a superficies donde hay una carga ligera o periódica. Por ejemplo, los revestimientos duros se depositan en los plásticos para mejorar la resistencia al rayado. Las aplicaciones son en lentes de plástico moldeado y marquesinas de plástico para aviones. En algunos casos, se pueden aplicar revestimientos de desgaste, como SiO2 o Al2O3, a superficies ya duras, como el vidrio, para aumentar la resistencia al rayado.

     

    Recubrimientos protectores contra la corrosión
    La protección contra un entorno químico agresivo puede lograrse de varias maneras. La superficie puede recubrirse con un material inerte o con un material que forma una superficie protectora después de reaccionar con el medio ambiente o con un material que se eliminará sacrificadamente para proteger el material subyacente. El tantalio, el platino y el carbono son inertes en muchos entornos químicos. Por ejemplo, los recubrimientos de carbono se utilizan en metales que se implantan en el cuerpo humano para proporcionar compatibilidad. En la industria aeroespacial, las piezas están recubiertas de aluminio por el proceso PVD de deposición de vapor de iones (IVD) para evitar la corrosión galvánica de materiales diferentes en contacto.

    Las aleaciones de cromo, aluminio, silicio y MCrAlY (donde M es Ni, Co, Fe) reaccionarán con el oxígeno para formar una capa protectora coherente de óxido en la superficie. Si los iones metálicos (Fe, Cu) se difunden más rápidamente que el oxígeno a través del óxido, se formará un óxido espeso en la superficie. Si el oxígeno se difunde más rápidamente a través del óxido que los iones metálicos (Al, Si, Ti, Zr, los metales de la "válvula"), se producirá oxidación en la interfaz y se formará un óxido delgado. Los recubrimientos de aleación MCrAlY se utilizan como revestimientos protectores en las palas de turbinas de motores de aviones. Las aleaciones de cadmio, aluminio y Al: Zn se utilizan como recubrimientos de sacrificio galvánico sobre acero. El recubrimiento con cadmio en vacío ("cad cad") tiene la ventaja sobre el cadmio electrodepositado ya que no existe la posibilidad de fragilización por hidrógeno del acero de alta resistencia cuando se utiliza el procesamiento de deposición al vacío.