1. Phủ PVD là gì?

Phương pháp bay hơi lắng đọng vật lý (PVD) là một thuật ngữ dùng để diễn tả một tập hợp các quá trình phủ một lớp màng mỏng được thực hiện dưới điều kiện chân không (10^-2 đến 10^-4 Torr).

Các quá trình này bao gồm sự phát ra các ion dương của nhiều kim loại khác nhau. Các ion kim loại này tác động với các ion của khí gas tạo ra các hỗn hợp khác nhau. Kết quả là tạo ra mối liên kết cơ học giữa lớp màng phủ với nền.

2. Phủ CVD là gì?

Phương pháp bay hơi lắng đọng hóa học (CVD) là tạo ra một lớp màng mỏng nhờ liên kết dưới dạng khuếch tán, là kết quả của phản ứng giữa các pha khí với bề mặt được nung nóng.

Sản phẩm cuối cùng được tạo ra là một lớp màng phủ cứng và chịu mài mòn có liên kết rất mạnh với vật liệu nền. CVD nhiều khi cúng được gọi là phương pháp phủ nóng, bởi các quá trình được thực hiện ở nhiệt độ 1900⁰F. 

Với lý do đó, các quá trình xử lý nhiệt chân không, phủ bề mặt cũng được phát triển cho các phần tử làm bằng thép dụng cụ.

3. Tại sao phải sử dụng phủ PVD và/ hoặc CVD?

Chưa quan tâm tới các ứng dụng cụ thể, lý do chính để sử dụng PVD và/hoặc CVD hết sức đơn giản, đó là bài toán kinh tế: Làm giảm chi phí trên mỗi sản phẩm.

Bài toán tiết kiệm chi phí được xác định dễ dàng như sau:

Giảm thời gian gia công, thời gian thay dụng cụ + Tăng tốc độ gia công = Tiết kiệm.

4. Phủ PVD & VCD nâng cao tuổi thọ và hiệu suất dụng cụ như thế nào?

Mặc dù mỗi phương pháp phủ khác nhau có những đặc tính khác nhau, để đánh giá hiệu quả đối với mỗi ứng dụng riêng thì có 2 đặc trưng chính được chọn làm cơ sở, đó là: Độ cứng và Ma sát.

So với dụng cụ có nền không phủ thì việc phủ có hệ số ma sát nhỏ hơn nhiều. Đối với các dụng cụ tạo hình biến dạng, hệ số ma sát thấp cũng có nghĩa là sẽ làm giảm áp lực tác dụng. Trong ứng dụng các dụng cụ cắt, giảm hệ số ma sát sẽ làm giảm sự phát sinh nhiệt trong quá trình gia công, do đó làm chậm quá trình phá hủy lưỡi cắt. Còn trong các ứng dụng có ma sát trượt, lớp phủ có xu hướng làm giảm sự bám dính của vật liệu cho phép quá trình di chuyển tương đối ít bị hạn chế hơn.

5. Mức độ nâng cao tuổi thọ dụng cụ sau khi phủ PVD & CVD như thế nào?

Theo các đánh giá sơ bộ, tuổi thọ dụng cụ khi phủ thường gấp từ 2 -3 lần so với khi không phủ. Tuy nhiên trong nhiều trường hợp, ứng dụng cụ thể còn cho thấy tuổi thọ có thế tăng gấp 10 lần.

6. Phương pháp phủ nào tốt hơn, PVD hay CVD?

Có nhiều vấn đề khác nhau cần phải tính toán khi trả lời câu hỏi này như ứng dụng, vật liệu nền và dung sai dụng cụ.

Đơn giản là khi dung sai và vật liệu cho phép, CVD sẽ có ưu thế hơn trong nhiều ứng dụng, đặc biệt là trong các ứng dụng tạo hình biến dạng kim loại có ứng suất cao. Các quá trình phủ CVD tạo ra các liên kết kiểu khuếch tán giữa lớp phủ và nền, liên kết này lớn hơn nhiều so với liên kết được tạo ra trong PVD.

Quá trình phủ CVD được thực hiện ở nhiệt độ cao, khoảng 1900⁰F.

Đặc điểm này có thể làm hạn chế cho việc phủ CVD trong một số trường hợp.

Quá trình phủ PVD thực hiện được trên một diện rộng hơn, với nhiều nền và ứng dụng khác nhau. Đó là vì được thực hiện ở nhiệt độ thấp hơn (200 - 750⁰F) với độ dày trung bình 2 - 5mm.

Với đặc tính này thì rất lý tưởng cho việc phủ PVD cho các dụng cụ cắt thép gió (HSS), hợp kim cứng cũng như các chi tiết đòi hỏi dung sai chặt chẽ như các chi tiết khuôn mẫu... Hơn nữa, nhiệt độ quá trình thấp nghĩa là sai lệch về điểm “0” sẽ được tiến hành trên hầu hết các vật liệu, miễn là nhiệt độ rút ra chính xác vẫn được duy trì.

7. Độ dày trung bình lớp phủ?

Dộ dày trung bình lớp phủ PVD là 2 - 5mm và của CVD là 5 - 10mm.

8. Nhiệt độ quá trình phủ?

Nhiệt độ quá trình phủ PVD là từ 200 - 750⁰F.

Còn nhiệt độ cho quá trình phủ CVD là 1900⁰F,vì vậy một số thép dụng cụ sẽ bị tôi trong quá trình phủ.

Sau khi phủ sẽ phải xử lý nhiệt chân không cho các thép dụng cụ để đạt được độ cứng yêu cầu.

9. Các vật liệu phù hợp cho phủ PVD & CVD?

Thép gió (HSS), hợp kim cứng, và nhiều thép dụng cụ khác có thể được sử dụng để phủ cả PVD và CVD.

10. Thời gian phủ PVD và CVD như thế nào?