Otimização do Desgaste de Fontes de Evaporação para Equipamentos PVD – Arco Catódico

Abstract

O processo de deposição física em fase de vapor (PVD) é utilizado pela empresa MAHLE Componentes de Motores S.A. para revestimento de segmentos de pistão com nitreto de crómio. Neste trabalho, é abordada a otimização deste processo, com o intuito de melhorar a erosão/o consumo das fontes de evaporação. Para tal, cada fonte tem a si associada duas bobines (intermédia e externa), cuja função é controlar o arco elétrico através da geração de campos eletromagnéticos. Assim, foram alteradas as intensidades de corrente das bobines, para valores progressivamente mais baixos, de forma a promover a maior aleatoriedade possível do arco elétrico, com o fim de se gerarem superfícies e perfis de erosão mais homogêneos que os originais. Através da componente de controlo dimensional realizada no Centro para o Desenvolvimento Rápido e Sustentado do Produto (CDRsp), verificou-se que a atualização dos parâmetros das bobines originam melhorias significativas, quer na quantidade de material utilizado, quer na duração das fontes de evaporação.

The process of physical vapor deposition (PVD) is used at MAHLE Componentes de Motores S.A. to coat piston rings with chromium nitride. In this present work, the process optimization is performed in order to improve erosion/consumption of evaporation sources (targets). Therefore, each target has associated two coils (outer and middle) whose function is to control the electric arc, by using electromagnetic fields. Thus, the current intensities of coils were changed to progressively lower values, in order to promote the greatest possible randomness of electric arc, to generate surfaces and profiles more homogeneous than the original ones. Through dimensional control component, held in Centre for Rapid and Sustainable Product Development (CDRsp), it was found that updating coils parameters generates significant improvements for the amount of used material, increasing targets lifetime.