recubrimientos 10 - dmeeu. · pdf filela deposición en fase de vapor es...

10Recubrimientos

07/1

0/20

13

07/1

0/20

13

www.dmeeu.com - www.dmeeu.com - 1

07/1

0/20

13

07/1

0/20

13

10

InformaciónRecubrimientos PVD .......................................................................2

Contenido

La deposición en fase de vapor es fundamentalmente una técnica de re-cubrimiento de vaporización que supone una transferencia de material a nivel atómico. Es un proceso alternativo a la galvanoplastia. El proceso es similar a la deposición química de vapor (CVD, por sus siglas en in-glés), salvo que las materias primas y precursores, es decir, el material que va a ser depositado, comienza en forma sólida, mientras que en la CVD, los precursores son introducidos a la cámara de reacción en estado gaseoso.

¿Cómo funciona la deposición en fase de vapor?Los procesos de PVD se llevan a cabo en condiciones de vacío. El proce-so consiste en cuatro etapas:1. Evaporación: durante esta etapa, un objetivo, consistente en el material

que se deposita, se bombardea a través de una fuente de alta ener-gía como un haz de electrones o iones. Este suelta los átomos de la superficie del objetivo, "vaporizádandolos".

2. Transporte: este proceso consiste simplemente en el movimiento de átomos "vaporizados" del objetivo al substrato a recubrir y, en ge-neral, será un proceso directo.

3. Reacción: cuando los recubrimientos son óxidos de metales, nitruros, carburos y otros materiales similares, el objetivo es el metal. Los átomos de metales reaccionan con el gas apropiado durante la eta-pa de transporte.

4. Deposición: este es el proceso de formación de recubrimiento en la su-perficie del sustrato.

¿Para qué se utilizan los recubrimientos PVD?Los recubrimientos PVD se utilizan por muchas razones. Algunas de las principales son:• Mejora de la dureza y resistencia al desgaste• Reducción de la fricción• Mejora la resistencia a la oxidaciónEl uso de tales recubrimientos tiene por objeto mejorar la eficiencia a través de un mejor rendimiento y mayor vida útil de los componentes.

10

También pueden permitir a componentes recubiertos funcionar en am-bientes en los que un componente no recubierto no hubiese podido funcionar de otro modo.Ventajas del proceso de deposición en fase de vapor• Los materiales se pueden depositar con propiedades mejoradas en

comparación con el material del substrato• Se puede utilizar casi cualquier tipo de material inorgánico, así

como algunos tipos de materiales orgánicos• El proceso es más ecológico que procesos como la galvanoplastia

AplicacionesLos recubrimientos PVD se utilizan generalmente para mejorar la dure-za, la resistencia al desgaste y la resistencia a la oxidación. Por lo tanto, tales recubrimientos se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, tales como la aeroespacial, automoción, medicina y cirugía, troqueles y moldes para todo tipo de procesamientos de materiales, herramientas de corte, ...

Deposición en fase de vapor (PVD, por sus siglas en inglés)

4 - www.dmeeu.com

07/1

0/20

13

07/1

0/20

13

Recubrimientos

Recubrimientos PVDInformación

DME ha adquirido la licencia para un nuevo recubrimiento de superficie para herramientas y piezas de metal de la empresa estadounidense Micro Surface Inc. que queremos presentarle bajo el nombre LAMCOAT ®.

Este recubrimiento de superficie (bastante único en Europa) es en muchos sentidos una excelente adición a los recubrimientos de material duro PVD como nitruro de titanio (TiN) o nitruro de cromo (CrN), y se pueden utilizar en todos los metales duros y blandos.

El recubrimiento se ha desarrollado para viajes espaciales y se ha aplicado y probado allí durante años en condiciones extremas en todos los elementos móviles de las piezas eléctricas, hidráulicas y mecánicas. En los EE.UU. lo aplican las empresas de servicios, y se están desarrollando continuamente nuevas aplicaciones.

Una característica clave de LAMCOAT® es la reducción considerable de la fricción en aproximadamente un 70% dependiendo de la aplicación y el uso, así como las excelentes propiedades de lubricación resultante y deslizamiento.

LAMCOAT ® es un recubrimiento suave a base de tungsteno-disulfuro que se aplica a temperatura ambiente con un espesor de entre 0,0005 y 0,0015 mm.

LAMCOAT® se utiliza en muchas industrias por todo EE.UU., tales como:

• Tecnología de plásticos • Tecnología de conducción • Industria automovilística • Hidráulica • Tecnología de prensado • Ingeniería eléctrica • Industria de rodamientos de bola • Viajes especiales • Construcción de maquinaria • Industria aeronáutica • Tecnología de corte

Aplicaciones LAMCOAT®Tecnología de plásticos

1. Eyección LAMCOAT® reduce la resistencia a la fricción, resultando en • Menor fuerza necesaria • Menores costos de energía• Reducción o incluso ausencia de cortes de formas• Superficies de piezas de alto grado ya que se minimiza el riesgo de deformación

2. Tiempo de ciclo Debido a la reducción de la fricción, se puede conseguir un tiempo de ciclo más corto y/o, en función del material, se puede reducir la temperatura de inyección de manera que el tiempo de ciclo se puede acortar. Esto demostró mediante pruebas exhaustivas realizadas en los EE.UU. en las que casi todos los materiales comunes mostraron una


07/1

0/20

13

07/1

0/20

13

10

Recubrimientos

Recubrimientos PVD Información

reducción del tiempo de ciclo en relación con las ventajas mencionadas en el punto 1. Más información disponible si se solicita.

3. Piezas móvilesTodas las piezas móviles, tales como correderas, expulsores así como vástagos y boquillas de molde, se pueden recubrir con LAMCOAT® y no es necesario un mantenimiento cuando se usan adecuadamente.

4. InocuidadEn los EE.UU. el recubrimiento LAMCOAT® ha obtenido la certificación de inocuidad para los campos de producción en los que se utilizan materiales recubiertos con LAMCOAT® para la fabricación de productos para la industria alimentaria y farmacéutica.

Tecnología de prensado

Debido a su excelentes propiedades de lubricación y deslizamiento, LAMCOAT® se utiliza en los procesos de prensado y embutición. LAMCOAT® puede considerarse así como una adición al recubrimiento PVD.El tiempo de prensado de las matrices y mandriles de embutición recubiertos de PVD se incrementa por el uso de LAMCOAT® gracias a su mejor lubricación y propiedades de deslizamiento. Al mismo tiempo, el uso de lubricantes y grasas se puede reducir. El recubrimiento ofrece ventajas en el uso de todos los materiales tales como la chapa de acero, todas las aleaciones y las chapas no ferrosas y chapas recubiertas.

No es necesario realizar trabajos de mantenimiento con los elementos móviles en las herramientas de prensado, como correderas u otros elementos funcionales, así como los cojinetes y vástagos recubiertos. En este caso se recomiendan especialmente los cojinetes de acero laminado con recubrimiento LAMCOAT®. Como se sabe, los cojinetes de acero laminado con recubrimiento de bronce tienen una vida útil más larga que los cojinetes de acero tradicional. Además, con la combinación de materiales de clavos guía de acero recubierto de bronce y recubrimiento LAMCOAT®, las propiedades de la guía se mejoran y el tiempo de prensado (vida útil) aumenta.

Industria de rodamientos de bola

Los rodamientos de bolas y rodillos se pueden recubrir antes de la instalación o una vez montados con LAMCOAT®. Con la reducción de la fricción, la generación de calor puede reducirse incluso con cargas pesadas. Además, en muchos casos se puede prescindir de más lubricación de modo que no es necesario el mantenimiento de los rodamientos de bolas.

Puntos de apoyo mecánicos

El uso de LAMCOAT® para el movimiento radial o axial de la máquina o piezas de esta puede conducir a no tener que realizar un mantenimiento en los puntos de apoyo.

6 - www.dmeeu.com

07/1

0/20

13

07/1

0/20

13

Recubrimientos


Herramientas de corte

En la tecnología actual de recubrimiento, un recubrimiento de material duro de PVD, como TiN, CrN u otros, significa la tecnología más puntera. LAMCOAT® provoca una mayor reducción de la fricción y reduce el proceso de soldadura a través de una mejor retirada de los desperdicios del corte.

Especificaciones LAMCOAT®

LAMCOAT® is a tungsten–disulfide based soft coating. El proceso de recubrimiento LAMCOAT® se produce a temperatura ambiente: no se produce una deformación o cambio de la estructura de la superficie. El recubrimiento tiene lugar sin necesidad de añadir aditivos químicos o aglomerantes. The coating makes a molecular connection.

Espesor del recubrimiento

LAMCOAT®: el espesor de este recubrimiento es de entre 0,0005 y 0,0015 mm. El recubrimiento se aplica uniformemente a todas las superficies. El recubrimiento es de color azul/gris y tiene un aspecto cambiante dependiendo de la superficie de la parte recubierta.

Rango de temperatura

LAMCOAT® se puede utilizar desde -273 °C hasta aproximadamente 400 °C (para períodos cortos, hasta 652 °C). Cuando se utiliza en un vacío: 10-10 mbar - 188ºC hata +1316 ºC.


07/1

0/20

13

07/1

0/20

13

10

Recubrimientos

Estabilidad química

• LAMCOAT® es químicamente neutro, resistente a la corrosión y no tóxico. • Se puede aplicar a todas las superficies metálicas fijas. • Es resistente a la mayoría de los disolventes, gasolina y compuestos de cloro. • Se ve afectado por el ácido sulfúrico y el ácido fluorhídrico, así como por lejías

alcalinas cáusticas calientes. • LAMCOAT® es resistente a la corrosión pero no puede evitar que los materiales

de soporte no corrosivos se vean afectados.Compatibilidad

LAMCOAT® se utiliza con éxito en combinación con aceites petroquímicos y lubricantes, lubricantes sintéticos, lubricantes de silicio y fluidos hidráulicos. Puede juntarse con lubricantes e intentar formar y mantener una capa hidrodinámica. Aplicamos los siguientes recubrimientos de material duro PVD:LAM – A (CrN)LAM – B (TiN)LAM – C (TiCN)LAM – D (TiAlN)

Ahorros y mayor calidad a través de un recubrimiento de material duro específico de producto:Se utiliza un recubrimiento de material duro en función del uso y la tarea. Se ha demostrado que es clave aplicar el recubrimiento correcto de material duro en la superficie "correcta".

Tecnología de plásticos

En este caso, se consigue una ventaja al utilizar recubrimientos de material duro, en particular, LAM-A (CrN) y LAM-B (TiN). Los recubrimientos se aplican a contornos afilados, total o parcialmente, así como a elementos móviles como correderas, eyectores, etc.

Tecnología de prensado

Los mejores resultados se han logrado con LAM-A (CrN) y LAM-B (TiN) cuando el recubrimiento se orienta hacia el material que se debe procesar, como chapas de acero inoxidable, metales no ferrosos, aceros con o sin recubrimiento. El recubrimiento ofrece claras ventajas cuando se aplica sobre cojinetes de corte y perforación de orificios, así como en piezas móviles de tecnología de deformación.

Tecnología de corte

También en este caso se puede utilizar uno de los posibles recubrimientos PVD dependiendo de la zona de aplicación. Se puede obtener un mayor grado de utilización, un incremento en la velocidad de corte y avance, y una calidad de superficie mejorada para todas las herramientas de fresado, torneado o perforación.


8 - www.dmeeu.com

07/1

0/20

13

07/1

0/20

13

Recubrimientos

Ventajas especiales del recubrimiento LAMCOAT®:Las principales características del recubrimiento LAM-A (CrN) son la excelente fuerza de adherencia y alta abrasión. La superficie azul metálico tiene un coeficiente de fricción particularmente bajo que se puede mejorar mediante un pulido adicional. El recubri-miento es especialmente útil en el formado de metales y las tecnologías de plásticos. Hoy en día los recubrimientos de material duro se aplican en instalaciones modernas para temperaturas desde 200 °C.

Recubrimiento LAMCOAT®

Este tipo de recubrimiento se ha desarrollado en los EE.UU. para los viajes espaciales y desde entonces ha sido utilizado en muchas áreas de la mecánica, la electrónica e la hidráulica. LAMCOAT® es un recubrimiento suave con base de disulfuro de tungsteno aplicado a temperatura ambiente y un espesor de entre 0,0005 y 0,0015 mm. Este recu-brimiento reduce la fricción hasta en un 70% dependiendo de la aplicación. Este recu-brimiento de superficie con excelentes propiedades lubricantes y de deslizamiento es en muchos casos el elemento adicional ideal para recubrimientos de material duro PVD.

Áreas de aplicación

... Para piezas mecánicas/dinámicas:• Formación de metales: herramientas de formación y prensado de embutición para

trabajar metales no ferrosos y aceros cromo-níquel• Carreras internacionales: incremento efectivo del rendimiento en un 10% recu-

briendo las trasmisiones


LAM-A (CrN)

LAM-A (CrN)+ LAMCOAT®

15.000

30.000

45.000

60.000

75.000

90.000

105.000

120.000

135.000

150.000

495 mm521 mm

495 mm521 mm

663 mm683 mm

683 mm709 mm

754 mm823 mm

902 mm932 mm

983 mm1021 mm

998 mm1046 mm

1044 mm1077 mm

1061 mm1098 mm +3,3%

+3,2%

+4,6%

+3,9%

+3,4%

+9,1%

+3,7%

+3,1%

+8,3%

+5,1%

PP

ABS

POM+UV GF

PE

PC

PETG-Copolyester

PMMA

Uncoated

Quantity

Stamping time comparison:Example: Drawing ring of material 1.2379 hardness 62 HRCDrawing region in material �ow direction highly polished,3.0 mm steel sheet, active diameter ǿ 90 mm, drawing depth 60 mm.Uncoated and with LAM-A (CrN) coatinglubricated with drawing oil.With LAM-A (CrN) plus LAMCOAT® drawing was carried out only with the corrosion protection of the strip

PS impact resistant

PS transparent

PEI unreinforced

Uncoated

LAMCOAT®coated

Improvement in %

Filling studyInjection molding tool with spiral geometry:3 – 9% increase per �ow path length

A study of theWestern Washington University, USA


07/1

0/20

13

07/1

0/20

13

10

Recubrimientos

LAM-A (CrN)

LAM-A (CrN)+ LAMCOAT®

15.000

30.000

45.000

60.000

75.000

90.000

105.000

120.000

135.000

150.000

495 mm521 mm

495 mm521 mm

663 mm683 mm

683 mm709 mm

754 mm823 mm

902 mm932 mm

983 mm1021 mm

998 mm1046 mm

1044 mm1077 mm

1061 mm1098 mm +3,3%

+3,2%

+4,6%

+3,9%

+3,4%

+9,1%

+3,7%

+3,1%

+8,3%

+5,1%

PP

ABS

POM+UV GF

PE

PC

PETG-Copolyester

PMMA

Uncoated

Quantity

Stamping time comparison:Example: Drawing ring of material 1.2379 hardness 62 HRCDrawing region in material �ow direction highly polished,3.0 mm steel sheet, active diameter ǿ 90 mm, drawing depth 60 mm.Uncoated and with LAM-A (CrN) coatinglubricated with drawing oil.With LAM-A (CrN) plus LAMCOAT® drawing was carried out only with the corrosion protection of the strip

PS impact resistant

PS transparent

PEI unreinforced

Uncoated

LAMCOAT®coated

Improvement in %

Filling studyInjection molding tool with spiral geometry:3 – 9% increase per �ow path length

A study of theWestern Washington University, USA

• Soporte para grandes prensas: reduce la temperatura interna en un 20% aproxima-damente mediante la reducción de la fricción

• Rodamientos de bolas para aplicaciones de vacío de altura y gran altura• Rodamientos de bolas especiales: mejoría funcional• Elementos de bomba: aumento de la rentabilidad mediante la reducción de la fric-

ción

... Para herramientas de moldeado por pulverización:Rápido llenado de cavidadesPara la mayoría de los plásticos una fuerza de retirada bajaReducción de la temperatura de la herramientaReducción del tiempo de cicloSe necesitan utilizar menos medios de separaciónAumento de la seguridad en la producciónSin cambios en la geometría de la pieza al retirarlaMenos residuos

... Para herramientas formaciónReducción de las cantidades de lubricanteAumento de la vida útil


10 - www.dmeeu.com

07/1

0/20

13

07/1

0/20

13

recubrimientos 10 - dmeeu. · pdf filela deposición en fase de vapor es...

Documents