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El objetivo de los **equipos de recubrimiento iónico** es crear un revestimiento en el sustrato ionizando el material de recubrimiento y depositándolo en la superficie del objetivo. Los equipos de recubrimiento iónico al vacío se pueden dividir en los siguientes tipos según los diferentes principios de funcionamiento y características funcionales:
Equipos de deposición por pulverización catódica:
Los equipos de recubrimiento iónico por pulverización catódica utilizan una descarga luminiscente para inducir la expulsión de partículas de material de recubrimiento (átomos pulverizados) del objetivo al bombardearlas con iones de alta energía. Estos átomos expulsados luego viajan a través del ambiente de vacío y se depositan en la superficie del sustrato, formando una película delgada o recubrimiento.
Equipos de recubrimiento iónico reactivo:
El recubrimiento iónico reactivo (RIP) es una técnica de deposición subyacente que integra el bombardeo iónico y las reacciones químicas. En cámaras de vacío, los iones del plasma reaccionan con especies metálicas para formar entidades reactivas. Estas entidades depositan películas metálicas en los sustratos a través de reacciones químicas, mejorando simultáneamente la calidad de la película y controlando la estequiometría. El RIP aprovecha las reacciones químicas inducidas por iones, diferenciándose de los métodos tradicionales de deposición física en fase de vapor (PVD).
Equipos de recubrimiento iónico híbridos:
Los equipos de recubrimiento iónico híbridos al vacío combinan los métodos de deposición por haz de iones y evaporación. La evaporación por haz de iones se refiere a una técnica que utiliza haces de iones de alta energía para calentar y dar impulso a los materiales fuente para mejorar el proceso de evaporación y depositar los materiales en el sustrato. El equipo generalmente consta de una fuente de iones y un evaporador, que pueden controlar la composición y estructura del recubrimiento ajustando los parámetros del haz de iones y los parámetros de evaporación.
Presión de vacío:
La bomba de vacío en el equipo para electrodeposición de iones puede crear un vacío de 0,1 mbar o menos. Con este vacío, las tasas de desgasificación del sustrato durante el calentamiento serán inferiores a 0,01-0,1 ml/min. Esto significa que la superficie del sustrato estará muy seca y limpia. El tiempo para alcanzar este nivel de vacío es de unos 30 minutos a 1 hora, dependiendo de la humedad del área.
Control de temperatura:
El equipo de iones electrodepositados tiene un elemento calefactor. Calienta el metal que necesita ser vaporizado a entre 500-2000 °C. La pistola de revestimiento tiene un sensor de temperatura que puede leer hasta 2000 °C. Una computadora en la máquina controla el calentador. Se asegura de que la temperatura sea la adecuada para un buen recubrimiento. La capacidad del calentador es de 500 vatios.
Este calentador debe mantenerse. El sensor y la computadora deben revisarse con frecuencia, al menos una vez cada tres meses, para ver si funcionan bien. Si no funcionan, deben repararse. El calentador debe limpiarse con un paño suave cada vez después de su uso para eliminar cualquier suciedad. Si está roto o dañado, debe repararse o reemplazarse antes del próximo uso.
Material del electrodo:
El dispositivo tiene un cátodo. El cátodo utilizado tiene un recubrimiento de carbono puro (grafito). Esto es duradero porque el recubrimiento puede soportar altas temperaturas, hasta 3000 °C. El metal de recubrimiento se adhiere bien al grafito. Antes de usarlo, asegúrese de que el recubrimiento no esté dañado. Revíselo de cerca cada vez. Si el recubrimiento está desgastado o dañado, reparelo o vuelva a cubrirlo. Usando esta forma, el cátodo durará más y funcionará mejor para el recubrimiento.
El equipo de recubrimiento iónico tiene muchas aplicaciones. Las industrias utilizan esta máquina de recubrimiento al vacío para diversos fines de recubrimiento de superficies metálicas que mejoran las propiedades funcionales del objeto.
Industria
Muchas industrias manufactureras utilizan la máquina de recubrimiento iónico para revestir las superficies de herramientas de corte como taladros y cuchillas. La máquina IP mejora los bordes de sus herramientas haciéndolos más duros, resistentes al calor y más duraderos.
Aeroespacial
La industria aeroespacial utiliza el equipo de recubrimiento iónico para revestir componentes de turbinas, como las palas y las boquillas. El recubrimiento mejora la dureza, la resistencia al desgaste y la capacidad de resistir altas temperaturas de las piezas de la turbina.
Médico
En la industria médica, el equipo de recubrimiento iónico es útil para revestir instrumentos quirúrgicos e implantes. El recubrimiento mejora su resistencia a la corrosión y biocompatibilidad. Los instrumentos como los stents y las placas óseas son duraderos y bien aceptados por el cuerpo humano gracias al recubrimiento iónico.
Electrónica
La industria electrónica utiliza la máquina de recubrimiento iónico para mejorar la conductividad de los conectores eléctricos, los contactos y las placas de circuito. Un recubrimiento iónico mejora su rendimiento eléctrico y reduce su empañamiento.
Recubrimiento decorativo
El dispositivo de recubrimiento iónico se utiliza ampliamente en el negocio de recubrimiento decorativo, como joyas, relojes e instrumentos ópticos. Se utiliza para dar a los objetos un hermoso brillo metálico y mejorar su resistencia a los arañazos.
Automotriz
En la industria automotriz, el equipo de recubrimiento iónico se utiliza para aplicar recubrimientos a componentes automotrices, como asientos de válvulas, anillos de pistón y engranajes. Los recubrimientos PVD prolongan la vida útil de las piezas de automóvil y mejoran su rendimiento. Además, algunos fabricantes de automóviles de lujo personalizados utilizan la técnica de recubrimiento iónico para las partes interiores y exteriores del automóvil.
En general, estas aplicaciones muestran cuán útil es la máquina de recubrimiento al vacío para mejorar el rendimiento y la longevidad de diversos objetos y materiales en diferentes industrias.
A diferencia de los equipos de cromado, que se basan en un proceso químico específico y numerosos tanques, los sistemas de recubrimiento iónico al vacío suelen estar basados en cámaras, lo que los hace más fáciles de instalar y operar. Además de las técnicas PVD tradicionales, el equipo de recubrimiento ahora emplea procesos basados en plasma como el recubrimiento iónico de filamento caliente Kaufman. Esto no solo aumenta la densidad del recubrimiento, sino que también mejora la adhesión, la uniformidad y la protección contra el efecto de la línea de visión.
La elección del equipo de recubrimiento iónico al vacío está influenciada no solo por las demandas del mercado, sino también por los avances tecnológicos. Los equipos de electrodeposición de cromo iónico electrolítico, que se han utilizado ampliamente, enfrentan limitaciones crecientes para satisfacer los requisitos industriales debido a su baja tasa de deposición y la calidad inferior de los recubrimientos producidos. Los recubrimientos creados a través del recubrimiento iónico tienen un punto de fusión significativamente más alto, lo que los hace más duraderos. Además, la cromaticidad y la uniformidad de los recubrimientos producidos mediante el recubrimiento iónico no tienen igual en comparación con los equipos tradicionales de cromado iónico.
Más importante aún, el proceso de recubrimiento iónico al vacío es mucho menos dañino para el medio ambiente que otros métodos tradicionales de recubrimiento. El equipo emite una cantidad menor de compuestos orgánicos volátiles, también conocidos como COV, y no requiere sustancias peligrosas como el cromo y el plomo en la solución de recubrimiento.
En consecuencia, la elección del equipo de recubrimiento iónico al vacío está influenciada no solo por las demandas del mercado, sino también por los avances tecnológicos. Las empresas ahora pueden elegir equipos que satisfagan sus necesidades de producción y estándares ambientales, desde el pequeño recubridor iónico de mesa hasta el recubridor iónico de mayor tamaño, más industrial.
P: ¿Qué implica el proceso de recubrimiento iónico?
R: El proceso de recubrimiento iónico al vacío implica colocar el material del sustrato en una cámara de alto vacío, elevar la temperatura del material del sustrato para formar un vapor a su alrededor y luego bombardear el vapor con gases ionizados.
P: ¿Es el recubrimiento iónico lo mismo que el PVD?
R: El recubrimiento iónico es un proceso de deposición física en fase de vapor (PVD). Si bien todos los procesos PVD implican que el material de recubrimiento se vaporiza y se deposita en el sustrato, el recubrimiento iónico combina de manera única la evaporación térmica y el bombardeo iónico.
P: ¿Cuáles son algunas ventajas del recubrimiento iónico?
R: El recubrimiento iónico ofrece varios beneficios, que incluyen una fuerte unión entre el recubrimiento y el sustrato, una rápida deposición, un acabado liso y brillante, y la capacidad de revestir varios materiales.
P: ¿Cuáles son las limitaciones del recubrimiento iónico?
R: Las desventajas del recubrimiento iónico incluyen costos más altos y el hecho de que el recubrimiento no se adhiere bien a la grasa o la suciedad, lo que significa que el sustrato debe estar extremadamente limpio antes del recubrimiento.
