Sputtering di metalli: metodi, tecnologia, attrezzature

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Le materie plastiche ad alta resistenza sono sempre più utilizzate nei settori dell'edilizia e della produzione. Sono superiori ai tradizionali materiali duri grazie al loro peso ridotto, malleabilità e praticità. Eppure il metallo persiste in molti settori come il materiale più vantaggioso in termini di combinazione di resistenza, rigidità e durata. Allo stesso tempo, l'uso di una struttura solida non sempre si giustifica. Sempre più spesso i tecnologi utilizzano la spruzzatura dei metalli, che consente di dotare il pezzo di alcune delle proprietà della lega più adatta in termini di funzionamento.

Informazioni generali sulle tecnologie di metallizzazione

Tra i metodi moderni di metallizzazione superficiale, viene più spesso utilizzata la deposizione galvanica e l'immersione nei fusi. La tecnologia tradizionale include anche lo sputtering sottovuoto, che ha le proprie classificazioni a seconda del mezzo attivo utilizzato. In un modo o nell' altro, qualsiasi deposizione di metalli comporta la lavorazione della base del materiale al fine di ottenere determinate qualità protettive. Può trattarsi della formazione di uno strato anticorrosivo, del ripristino di una struttura perduta o della riparazione dell'usura operativa.

Allo stesso tempo, il piano di lavoro stesso lo èil più delle volte è trattato termicamente. Prima di applicare le particelle metalliche, viene fuso da bruciatori, induttori o dall'esposizione a plasma a bassa temperatura. Viene così preparata una base con qualità fisiche e chimiche ottimali, sulla quale i metalli vengono successivamente spruzzati sotto forma di polvere. È importante notare che lo stesso metallo, vetro, plastica o alcuni tipi di legno e pietre possono fungere da materiale principale.

Metodo di cromatura chimica

I reagenti chimici sono usati come componenti attivi per l'implementazione di tale deposizione. La composizione classica comprende cloruro di cromo, sodio, acido acetico e acqua con una soluzione di soda caustica. Il processo di spruzzatura avviene ad una temperatura di circa 80°C. Il lavoro inizia con la preparazione del materiale. Tipicamente, la cromatura viene utilizzata per trattare le superfici metalliche, in particolare l'acciaio. Prima dell'operazione stessa, il materiale viene sottoposto ad un rivestimento primario con uno strato di rame. Successivamente viene eseguita la cromatura chimica mediante una sabbiatrice collegata ad un gruppo compressore. Al termine della procedura, il prodotto viene lavato in acqua pulita e asciugato.

Metodo di trattamento delle fiamme

Se la tecnologia precedente prevedeva un'accurata preparazione della base da rivestire, in questo caso si presta particolare attenzione alle particelle di metallizzazione. La moderna spruzzatura a fiamma può essere eseguita utilizzando polvere polimerica, filo omateriale del cavo. Questa massa viene inviata alla fiamma di un bruciatore ossigeno-propano o acetilene-ossigeno, in cui viene fusa e trasferita alla base spruzzata mediante aria compressa. Inoltre, la composizione si raffredda, formando un rivestimento pronto all'uso.

Con l'ausilio di questa tecnica è possibile conferire ai materiali resistenza anticorrosione e resistenza meccanica. Il materiale attivo può lavorare leghe di alluminio, nichel, zinco, ferro e rame. In particolare, la spruzzatura a fiamma viene utilizzata per migliorare le prestazioni di cuscinetti a strisciamento, rivestimenti isolanti, parti elettriche, ecc. Inoltre, la tecnologia viene utilizzata nella progettazione di interni e architettura per conferire alle strutture proprietà decorative.

Metodo di deposito sottovuoto

In questo caso, stiamo parlando di un gruppo di metodi che prevedono la formazione di film sottili nel vuoto sotto l'influenza della condensazione diretta del vapore. La tecnologia è implementata in diversi modi, anche attraverso l'azione termica, l'evaporazione di elettroni e raggi laser. La deposizione sotto vuoto viene utilizzata per migliorare le qualità tecniche di parti, attrezzature e strumenti. Ad esempio, tale lavorazione consente la formazione di speciali rivestimenti "lavorativi" in grado di migliorare la conducibilità elettrica, le proprietà isolanti, la resistenza all'usura e la protezione dalla corrosione.

La tecnologia viene utilizzata anche per creare rivestimenti decorativi. In questo caso, la tecnica può essere utilizzata in operazioni che richiedono un'elevata precisione. Ad esempio, il vuotolo sputtering viene utilizzato nella produzione di orologi placcati in oro, per conferire un aspetto estetico alle montature degli occhiali, ecc.

Attrezzature applicate

Utilizzato più spesso per dispositivi di spruzzatura dotati di ugello supersonico. Viene utilizzato anche un piccolo riscaldatore elettrico alimentato ad aria compressa. Una caratteristica dell'ultimo modello è la possibilità di portare la temperatura fino a 600 °C. Fino a poco tempo, l'uso di dispositivi standard, che ricordano il principio di funzionamento delle pistole pneumatiche, era complicato dal fatto che le particelle consumavano gli ugelli dello strumento. Le moderne attrezzature, grazie alle quali viene eseguita la spruzzatura di metalli, utilizzano il principio di una pistola a spruzzo. Ciò significa che nel momento in cui il mezzo gassoso di lavoro passa attraverso il canale di alimentazione del getto, la velocità del flusso aumenta man mano che il tubo si restringe. Allo stesso tempo, diminuisce anche la pressione statica. Questo principio di funzionamento riduce l'usura e aumenta la vita lavorativa dei dispositivi.

Conclusione

Al fine di ridurre i costi delle operazioni tecnologiche per proteggere il metallo dalle influenze esterne, vengono spesso utilizzati mezzi altamente specializzati, ma meno efficaci. Allo stesso tempo, la spruzzatura di metalli aiuta anche a risparmiare denaro, il cui prezzo è in media di 8-10 mila rubli. per il dettaglio. La fattibilità finanziaria è dovuta al fatto che tali rivestimenti possono fornire diverse qualità funzionali contemporaneamente. Ad esempio, dalla lavorazione di un componente metallico di una struttura del tetto, è possibile ottenereproprietà quali anticorrosione, resistenza alle precipitazioni, protezione meccanica. Esistono anche speciali rivestimenti metallizzati che possono proteggere la parte da agenti chimici e termici aggressivi.