پوشش دهی ابزارهای برشی به روش PVD

مکانیک
پایان نامه کارشناسی رشته ساخت و تولید با عنوان پوشش دهی ابزارهای برشی به روش PVD مقدمه: پروژه فعلی و مطالب آن برگزیده ای از مهمترین تحقیقات به عمل آمده و نتایج به دست آمده از آنها که توسط دانشمندان به ثبت رسیده می باشد.در ابتدای این پروژه سعی شده که پیرامون فرایند PVD و تماس ویژگیهای به وجود آمده و خصوصیات این فرایند یک آشنایی کامل داده شود تا خواننده بتواند در فصل های بعد در برخورد با اصلاحات و پارامترهای به کار برده شده با مشکل مواجه نشود و بتواند به طور کامل توضیح این فرایند را درک نماید. از آنجا که امروزه در صنایع فلزات و تولیدات فلزی، مقاوم بودن ابزارهای شکل دهی و براده برداری در برابر فرسایش، شکست، پیچش، عوامل شیمیایی و ... یکی از پارامترهای تعیین کننده و کلیدی برای هر تولیدکننده ای می باشد، آشنایی با چگونگی به وجود آمدن این ویژگیها یعنی مقاوم بودن در برابر این عوامل می تواند راهی باشد در متصل کردن دانش فرایند PVD به صنایع مانند صنعت خودرو و ... البته لازم به ذکر می باشد که مطالب دقیق و بدون نقص نمی باشند ولی تا جایی که امکان داشته نسبت به رفع آن برآمده ام. کلمات کلیدی: PVD فرآیند پوشش رسوب فیزیکی بخار Physical Vapor Deposition پوشش دهی ابزارهای برشی مقدمه ای بر PVD ، خواص و ویژگی های کلی پوشش PVD یک فرآیند پوشش است که در تجارت امروز توسط مهندسان و کارخانه ها مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع پوشش، حفاظتی را برای طول عمر مفید پاک سازی، حالت های چسبندگی، کاربردهای روزانه ایجاد می کنند. بعضی از ویژگیهای پوششی به دست آمده از PVD عبارتند از:

• - مقاومت در برابر فرسایش
• - مقاومت در برابر خراش
• - مقاومت در برابر فرسایش شدید
• - رنج وسیعی از رنگها و سایه ها
• - ایجاد سطح با ویژگیهای بسیار مطلوب که به طول عمر دستگاه می افزاید.

لایه PVD سالها، تا قبل از اواخر 1980 به عنوان یک محافظ به کار می رفته است. این روش مقاومت خوبی را در برابر فرسایش و پوسیدگی ایجاد کرده است، که در آن نقاط با نقطه ذوب کم در ماده اولیه، و نیز رنگ آمیزی الکتریکی فرآیند بسیار مهم و مناسب برای تزیین لایه پوششی PVD ایجاد می کند. تزئین لایه حفاظتی PVD راندمان مدتی و عملیاتی محصول را بالا می برد. لایه نازک فیلم یک پوسته محافظتی و چسبنده را بر روی محصول شما ایجاد می کند، تعداد مشتریانی را که ناراضی هستند کم می کند، و مزایای اضافی را نیز برای مشتری ایجاد می کند. لایه حفاظتی PVD یکنواخت نمی شود و جلوه آن ماده اولیه ای را که در آن به کار برده شده است را افزایش می دهد؛ مثلا اگر یک لایه پوششی به سطح آینه اعمال شود، در این صورت عمل صیقلی مورد نیاز است، اما لایه پوششی سطح آینه را حفظ می کند. در اینجا بعضی حقایق در مورد فیلم های PVD تزئینی آورده شده است:

- فیلم های دارای ساختاری شبه کریستالی هستند، که نرخ سختی آنها برابر با ابزارهای محافظ است.

- فیلم ها نیازی به لایه های فوقانی اصلی پوششی ندارند از این رو آنها هیچ تغییر شکلی با نور خورشید پیدا نمی کنند.

- فیلم ها یک سیکل ارشد را برای سیکل رنگ جایگزین ایجاد می کنند.

- فیلم ها دارای رنگ ثابت در طول زمان هستند که به صورت شگفت آوری ایجاد می شود.

فهرست مطالب فصل اول: معرفی PVD در صنعت و ارائه برخی ویژگی ها 1-1- مقدمه بر PVD و خواص و ویژگی های کلی 1 1-1-1- موادی که می توانند به عنوان محافظ مورد استفاده قرار بگیرند 2 1-1-2- رنگهای موجود 2 1-1-3- مقاومت در برابر فرسایش 3 1-1-4- انتقال و ایزوله سازی گرمایی 4 1-1-5- فیلم های هدایت الکتریکی 4 1-1-6- فیلم های نوری 5 1-1-7- TSN ها 6 1-2- لایه های تشکیل دهنده در پوشش دهی PVD 7 1-2-1- نیترید تیتانیم TIN 9 1-2-2- TICN 9 1-2-3- TIALN/ALTIN (نیترید آلومینیوم، تیتانیم / نیترید تیتانیم، آومینیوم 10 1-2-4- E_002 12 1-2-5- Crn ( نیترید کرومیوم) 12 1-2-6- CrNiN (نیترید نیکل کرومیوم) 12 1-3- لایه های پوششی با راندمان بالا Zn54 12 1-3-1- Zn54x1 13 1-3-2- Zn54x2 13 فصل دوم: روش های اصلی PVD 2-1- لایه نشانی با تکنیک کند و پاش 14 2-2 لایه نشانی با تکنیک تبخیر 14 2-2-1- منابع تبخیر 15 2-2-2- منابع گرمایی مقاومتی 17 2-2-3- منابع گرمایی القایی 17 2-2-4- منابع گرمایی با باریکه الکترونی 18 2-2-5- تفنگ های الکترونی 19 2-3- روش های PVD برای لایه نشانی فلزات، آلیاژها و ترکیبات 20 2-3-1- لایه نشانی تک عنصری 20 2-3-2- لایه نشانی آلیاژ 20 2-3-3- لایه نشانی ترکیبات 21 2-4- اصول اولیه لایه نشانی لیزر پالسی 23 2-4-1- محفظه خلاء 28 2-4-2- پنجره لیزر 30 2-4-3- مشخصات زیر لایه 31 2-4-4- دمای زیر لایه 31 2-4-5- فشار گاز محیط 32 2-4-6- هندسه لای نشانی 33 2-4-7- مراحل لایه نشانی لیزر پالسی 34 فصل سوم: ابزار های برشی با لایه مقاوم در برابر فرسایش و روش های مشابه سازی آنها 3-1- ابزار های برشی با لایه مقاوم در برابر فرسایش و روش های مشابه سازی آنها 40 3-1-1- قرار دادها 52