Inicio > Noticias > Contenido

Las categorías de productos

Información del contacto

  • HQ-Departamento de Comercio Exterior
  • IKS PVD Technology (Shenyang) Co., Ltd
  • Teléfono: 008615040177271 (Wechat / WhatsApp)
  • Correo electrónico: IKS.PVD@foxmail.com
  • Agregar: No.83-42, Puhe Road, Shenbei New District, Shenyang, 110000, Liaoning, China
  • Representante de ventas mundial
  • KING TECH CORPORATION
  • Tel: + 886-6-2137155
  • Fax: 886-6-2137667
  • Correo electrónico: info@kingtechcorp.com
  • ADD: Rm. B2, 10F., No.189, Sec. 1, Yongfu Rd., West Central Dist., Tainan City 70051, Taiwán.
  • Películas de cromo y películas de nitruro de cromo
    Jan 05, 2018

    Películas de cromo


    Los revestimientos de cromo duro han existido durante mucho tiempo y se pueden usar para aumentar el desgaste y la resistencia a la corrosión de herramientas y componentes de maquinaria, por ejemplo, anillos de pistón, cilindros hidráulicos y moldes. Las películas muy finas de cromo a menudo se utilizan con fines decorativos en la industria del automóvil o del mobiliario. Otro tipo de aplicación de cromo son las máscaras de cromo sobre vidrio para fotolitografía en la industria de la microelectrónica. El método de deposición tradicional para Cr es el cromado, un método electrolítico húmedo. Sin embargo, este método utiliza cromo hexavalente que es cancerígeno y, por lo tanto, es necesario reemplazarlo por métodos de deposición amigables con la salud y el medio ambiente, por ejemplo, un método de PVD. El arco difuminado o catódico evaporado Cr, CrN y CrC, pero también recubrimientos libres de cromo como el carbono tipo diamante (DLC), se consideran como posibles sustitutos de los revestimientos de cromo duro electrodepositados en las aplicaciones industriales a gran escala.


    El chisporroteo del cromo es bastante lento. En recubrimientos multicapa Cr / CrN y Cr / Cr 2 N pulverizados con magnetrón, las capas de cromo se pulverizaron con un magnetrón de φ150 mm a una velocidad de 10 μm / h (≈170 nm / min) sobre sustratos de acero con polarización de -20 V a una corriente objetivo de 4 A (≈ 23 mA / cm 2).


    El desarrollo de la textura en películas de Cr sputtered RF se discute en un trabajo de Feng et al. donde se propone un modelo basado en la minimización de la superficie y las energías interfaciales. El modelo se probó en deposiciones de Cr en sustratos de vidrio en diferentes condiciones. Las películas siempre tenían textura Cr (110) cuando se depositaban en sustratos de vidrio a temperatura ambiente, pero cuando se precalentaban a 250 ° C, la textura (110) o (002) se determinaba por la cantidad de energía depositada de los átomos de Ar o Cr. La orientación preferida de Cr (110) se vio favorecida por el bombardeo del sustrato de vidrio. El control de la orientación preferida es importante, por ejemplo, cuando las películas de Cr se usan como una capa inferior para películas magnéticas basadas en cobalto, donde la textura de Cr (200) es deseable.


    Películas de nitruro de cromo


    Las películas de nitruro de cromo exhiben excelentes propiedades de corrosión y desgaste y una alta estabilidad térmica. Es posible depositar películas CrN gruesas (varios 10 μm) gracias a su estructura de grano fino y baja tensión. Este hecho junto con ese CrN es menos quebradizo que el TiN, pero aún bastante duro, hace que CrN sea más adecuado para la protección de la superficie en sustratos relativamente blandos como las aleaciones de aluminio y los aceros inoxidables. La adhesión al acero a menudo es buena, pero puede mejorarse mediante una capa intermedia de Cr. Los recubrimientos de CrN estequiométricos o casi estequiométricos tienen estructuras cúbicas de NaCl. Con bajo contenido de nitrógeno, pueden aparecer las fases hexagonales de Cr 2 N más duras. El cromo es un metal menos reactivo que el titanio y esto tiene una consecuencia para el PVD reactivo. La presión parcial de nitrógeno requerida para formar películas CrN estequiométricas es mayor que para TiN estequiométrico. Las propiedades típicas de un revestimiento comercial son una dureza de 1750 HV y una estabilidad térmica de hasta 700 ° C.


    La alta estabilidad térmica hace que los revestimientos CrN sean muy adecuados para el desgaste y la protección contra la corrosión en procesos de trabajo a temperaturas elevadas, por ejemplo, en fundición a presión. Ejemplos de los componentes revestidos de CrN son moldes de plástico, matrices de extrusión y herramientas para el mecanizado y la conformación en frío de metales como Cu y Ti.


    Los métodos comunes de deposición para las películas de CrN son el chisporroteo reactivo del magnetrón y la evaporación del arco. La pulverización catódica con magnetrón DC se usó para investigar un efecto de orientación preferida sobre las propiedades mecánicas de los recubrimientos de CrN. Se produjeron dos recubrimientos a una presión total de 0,27 Pa (2 mTorr), una corriente objetivo de 2,5 A, flujo de N 2 controlado por el OEM y a diferentes tensiones de polarización de CC a) 70 V yb) 120 V. La tasa de deposición fue ~ 18 y ~ 28 nm / min respectivamente. Las películas resultantes fueron a) CrN con una orientación preferida de (200), estructura columnar y una dureza de 2300 HV yb) Cr 2 N con una orientación preferida de (111), estructura densa y una dureza algo más alta (2400 HV) pero con una adhesión más débil a los sustratos de acero (SKD11).


    Una deposición de alta velocidad de CrN x por chisporroteo de magnetrón DC con una polarización CC pulsada fue estudiada por Nam et al. Las películas se sometieron a bombardeo iónico con una densidad de potencia objetivo de 13 W / cm2 a una presión de argón constante de 0,24 Pa (1,8 mTorr) y un flujo de nitrógeno varió de 0 a 45 sccm y una tensión de polarización variada. Esto hizo posible controlar la microestructura y la composición de fase de las películas CrN x . La tasa máxima de deposición fue de 210 nm / min para Cr 2 N (89% de la tasa de deposición Cr puro) y la dureza máxima fue de 2250 kg / mm 2 (Knoop) para una fase mixta CrN + Cr. El mismo grupo también realizó un estudio de las propiedades de las películas de CrN x depositadas a diferentes tasas de deposición. En este estudio utilizaron un voltaje de polarización constante de -100 V y una presión de argón constante de 0.2 Pa (1.5 mTorr) y usaron las densidades de potencia objetivo 5, 10 y 13.2 W / cm 2 y el flujo de nitrógeno varió de 0 a 160 sccm. Llegaron a la conclusión de que la velocidad de deposición de CrN aumentaba linealmente con la densidad de potencia objetivo (máximo 430 nm / min a 13.2 W / cm2) y que la tensión de la película se cambiaba de tracción a compresión con el aumento de la velocidad de deposición. Además, se encontró la dureza más alta y la mejor adhesión para la película depositada a la mayor densidad de potencia objetivo debido a un alto esfuerzo de compresión y una alta movilidad de adatom.


    Las herramientas de carburo recubiertas con películas Cr x N y por sputtering de magnetrón RF han sido probadas en el mecanizado de madera. Para el análisis estructural y químico, las películas se depositaron en substratos de Si. Las deposiciones se realizaron a potencias de RF de 450 W y 650 W y una presión total variada de 0.1 a 1 Pa. Los tiempos de deposición se seleccionaron entre 15 y 80 minutos con una velocidad de deposición máxima de 4.4 μm / h (73 nm / min) para Cr 2 N. Las películas de Cr 2 N tenían una estructura columnar, mientras que las películas CrN parecían carecer de rasgos distintivos con una dureza máxima de 2100 HV. Se encontró que las películas de Cr 2 N eran más duras pero menos adherentes que las películas de CrN.


    También se usó un sputtering de magnetrón RF para estudiar películas de CrN x depositadas dentro de un amplio intervalo de presión parcial de nitrógeno de 0.005 - 30 Pa, donde se analizaron las propiedades químicas y mecánicas. La potencia objetivo se mantuvo constante a 300 W (la densidad de potencia objetivo fue de 6,8 W / cm2) y la presión parcial Ar constante a 0,3 Pa. Cr estequiométrica se obtuvo para presiones parciales de nitrógeno entre 0,02 y 0,04 Pa y una CrN estequiométrica se obtuvo para 0,3 Pa, mientras que para otras presiones se mezclaron las fases CrN y Cr 2 N. La conclusión fue que el contenido de nitrógeno en películas CrN x puede controlarse cambiando la presión parcial de nitrógeno, pero no independientemente de la velocidad de deposición y la microestructura. Las películas Cr 2 N fueron muy duras (27.1 GPa) y rígidas (E = 348 GPa), una CrN monofásica fue casi tan dura como Cr 2 N pero más elástica (E = 300 GPa) y la tasa de deposición fue menor.


    La microestructura y las propiedades mecánicas de las películas de nitruro de cromo depositadas en sustratos de acero de alta velocidad por evaporación de arco reactivo fueron estudiadas por Odén et al. Las películas de 10 μm de espesor se depositaron durante 220 min a una presión parcial de nitrógeno de 8 Pa y diferentes sesgos de sustrato negativo de 20 a 400 V. La microestructura de las películas era densa y columnar, la orientación preferida era CrN (220) y la CrN (220) el coeficiente de textura aumentó con un aumento de sesgo negativo de hasta 200V. Se alcanzó una nano dureza máxima de 29 GPa para un sesgo de sustrato de -100 V.


    Los revestimientos CrN para una aplicación específica, herramientas de corte para el mecanizado de cobre, se produjeron mediante un revestimiento de iones de arco catódico. Estas películas se depositaron a una presión parcial de nitrógeno de 4 Pa ​​y diferentes sesgos negativos del sustrato, 0 - 200 V. La orientación preferida fue CrN (111) y la microestructura era densa y columnar. El tamaño de grano disminuyó con un sesgo creciente y se alcanzó una microdureza máxima de Vickers para un sesgo de 100 V así como la tensión residual máxima de compresión. Las pruebas de rendimiento de corte indicaron que la dureza de la película y la tensión residual no podían tomarse como una medida del rendimiento en la molienda de cobre.


    blob.pngblob.png


    Artículo anterior: Sobre Plasma

    Siguiente artículo: PVD Vs galvanoplastia