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Espesor de revestimiento en herramientas con revestimiento de PVD

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

Las sierras, taladros y matrices industriales de alta precisión que se utilizan para cortar, perforar y formar piezas de acero, metal duro o aluminio están sujetos a un desgaste extremo. Para aumentar la vida útil de estas herramientas, a menudo muy caras, se recubren con un revestimiento de material duro mediante un proceso de PVD (deposición física de vapor). El espesor de la capa de PVD determina la durabilidad y, por tanto, la esperanza de vida de la herramienta. Por lo tanto, los fabricantes de herramientas y matrices deben garantizar un espesor de recubrimiento mínimo, lo que requiere una tecnología de medición de control de alta precisión.

Los recubrimientos de PVD se esparcen físicamente sobre las superficies de las piezas de trabajo en un horno de vacío. Para ello, las herramientas se apilan cuidadosamente en una cámara que luego se evacúa y se calienta. A continuación, toda la configuración se bombardea con iones (como titanio o cromo). Con la adición de gases como capas de nitrógeno como TiN, CrN, TiCN, etc., se depositan uniformemente sobre las herramientas. Los sofisticados soportes para piezas de trabajo dentro del horno garantizan que las capas se depositen lo más uniformemente posible sobre toda la superficie de las herramientas.

Los parámetros específicos del proceso, como el vacío, la temperatura, la intensidad y la duración del haz de iones, determinan el proceso de deposición de la capa y dan como resultado el espesor requerido. Al igual que con todos los tipos de recubrimientos, el proceso de PVD también debe ser monitoreado de cerca y medido el espesor de la capa depositada de PVD. Junto con los métodos de prueba destructivos estándar, el método de fluorescencia de rayos X no destructivo (XRF) ha encontrado una amplia aceptación para este propósito. El FISCHERSCOPE® X-RAY XDLM, con su concepto de diseño robusto, está optimizado para estos requisitos, ya que combina el haz de alta intensidad de un tubo de microenfoque con una pequeña apertura y una gran ventana de detección. Las principales ventajas de este dispositivo son:

  • Mediciones no destructivas, sin dañar piezas de trabajo valiosas
  •   Tiempos de medición rápidos
  • Puntos de medición más pequeños: 100 µm

La especialización del instrumento para este propósito significa que el espesor de la capa se puede medir con precisión incluso en los bordes de corte más finos de herramientas de muy alta gama. Además, utilizando el mismo instrumento, es posible determinar la composición metálica precisa de las herramientas base, p. Ej. para determinar la lixiviación de cobalto cuando se elimina químicamente una capa vieja antes de aplicar una nueva.

Ejemplo de un recubrimiento de TiN en acero para herramientas HSS, medido con un tiempo de medición de 10 s, colimador de 0,1 mm en FISCHERSCOPE X-RAY XDLM.
Recubrimiento de TiN en herramientas HSS Espesor del recubrimiento
Lecturas de medición única 3,53
  3,62
  3,53
  3,48
  3,62
  3,54
  3,60
  3,49
  3,56
  3,61
Promedio (10 mediciones) 3,56 µm
Variación estándar 0,05 µm
Coeficiente f Variación 1,47%

Para determinar el espesor de recubrimientos duros en herramientas y para monitorear la calidad del proceso de recubrimiento PVD, el FISCHERSCOPE® X-RAY XDLM es el sistema de medición óptimo. Para obtener más información, comuníquese con su representante local de FISCHER.

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