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Espessura de revestimento em ferramentas revestidas com PVD

Precise Coating Thickness Measurement on PVD-coated Tools | XRF Analysis

Serras, brocas e matrizes industriais de alta precisão usadas para corte, punção e conformação de peças de aço, metal duro ou alumínio estão sujeitas a desgaste extremo. Para aumentar a vida útil dessas ferramentas frequentemente muito caras, elas são revestidas com um revestimento de material rígido por meio de um processo PVD (deposição física de vapor). A espessura da camada PVD determina a durabilidade e, portanto, a expectativa de vida da ferramenta. Os fabricantes de ferramentas e moldes devem, portanto, garantir uma espessura mínima de revestimento, exigindo tecnologia de medição de controle de alta precisão.

Os revestimentos PVD são fisicamente salpicados nas superfícies da peça em um forno a vácuo. Para isso, as ferramentas são cuidadosamente empilhadas em uma câmara que é evacuada e aquecida. Em seguida, toda a configuração é bombardeada com íons (como titânio ou cromo). Com a adição de gases, como camadas de nitrogênio, como TiN, CrN, TiCN, etc., são depositados uniformemente nas ferramentas. Suportes sofisticados de peças de trabalho dentro do forno garantem que as camadas sejam depositadas o mais uniformemente possível em toda a superfície das ferramentas.

Parâmetros específicos do processo, como vácuo, temperatura, intensidade do feixe de íons e duração, determinam o processo de deposição da camada e resultam na espessura necessária. Como com todos os tipos de revestimentos, o processo de PVD também deve ser monitorado de perto e a espessura da camada depositada por PVD medida. Juntamente com os métodos de teste destrutivos padrão, o método não destrutivo de fluorescência de raios X (XRF) encontrou ampla aceitação para este propósito. O FISCHERSCOPE® X-RAY XDLM, com seu conceito de design robusto, é otimizado para esses requisitos, pois combina o feixe de alta intensidade de um tubo de microfoco com uma pequena abertura e uma grande janela de detector. As vantagens salientes deste dispositivo são:

  • Medições não destrutivas, nenhum dano a peças valiosas
  •  Tempos de medição rápidos
  • Menores pontos de medição: 100 µm

A especialização do instrumento para este propósito significa que a espessura da camada pode ser medida com precisão até mesmo nas arestas de corte mais finas de ferramentas de ponta. Além disso, usando o mesmo instrumento, é possível determinar a composição metálica precisa das ferramentas de base - por exemplo, para determinar a lixiviação de cobalto quando um revestimento antigo é removido quimicamente antes de um novo revestimento ser aplicado.

Exemplo para um revestimento TiN em aço ferramenta HSS, medido com tempo de medição de 10 s, colimador 0,1 mm em FISCHERSCOPE X-RAY XDLM.

Revestimento TiN em ferramentas HSS

Espessura do revestimento

Leituras de medição única

3.53
 
3.62
 
3.53
 
3.48
 
3.62
 
3.54
 
3.60
 
3.49
 
3.56
 
3.61

Média (10 medições)

3,56 µm

Variação padrão

0,05 µm

Coeficiente f Variação

1,47%

Para determinar a espessura de revestimentos duros em ferramentas e para monitorar a qualidade do processo de revestimento PVD, o FISCHERSCOPE® X-RAY XDLM é o sistema de medição ideal. Para obter mais informações, entre em contato com seu representante local da FISCHER.

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