¿Cuál es la diferencia entre recubrimientos PVD y CVD?

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¿Cuál es la diferencia entre recubrimientos PVD y CVD?

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Dos procesos con fines similares, pero distintos beneficios, esto es todo lo que debe saber sobre recubrimientos de herramientas.

PVD (Physical Vapor Deposition) y CVD (Chemical Vapor Deposition) son dos procesos diferentes de recubrimiento cuyo objetivo principal es aumentar las propiedades mecánicas superficiales de un elemento mecánico para que cumpla tareas específicas.

En el caso de la industria metalmecánica las principales aplicaciones de estos recubrimientos se encuentra en las herramientas de corte, donde se requieren altas propiedades de dureza, resistencia al desgaste, bajo coeficiente de fricción, entre otros, para mejorar la vida útil y el desempeño de estos productos.

PVD implica depositar un material en un objeto mediante la vaporización física del material. El material se vaporiza mediante calor, impacto mecánico o una combinación de ambos. El vapor se deposita en el objeto para formar un recubrimiento.

Por otro lado, CVD implica depositar un material en un objeto mediante la reacción química de gases en un ambiente controlado. El material se deposita en el objeto a través de una reacción química en lugar de vaporización.

En general, PVD se utiliza para recubrir metales y aleaciones, mientras que CVD se utiliza para recubrir materiales no metálicos como cerámica y vidrio.

¿Qué diferencias hay entre las temperaturas de operación de ambos procesos?

Los procesos de recubrimiento PVD se pueden realizar a una amplia gama de temperaturas, dependiendo del material a ser recubierto y del material del recubrimiento.

Por ejemplo, en el caso de recubrimientos metálicos como el cobalto, el níquel y el cromo, los procesos PVD se pueden llevar a cabo a temperaturas de entre 200 y 600 grados Celsius. Sin embargo, en el caso de recubrimientos de nitruro de titanio, se pueden ejecutar procesos PVD a temperaturas de hasta 900 grados Celsius.

Cuando se habla de recubrimientos CVD de silicio y silicio-carbono, estos se pueden llevar a cabo a temperaturas de entre 500 y 800 grados Celsius. Sin embargo, en el caso de recubrimientos de nitruro de silicio, se pueden hacer procesos CVD a temperaturas de hasta 1100 grados Celsius.

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Algunos procesos de recubrimiento CVD pueden llevarse a cabo a temperaturas más bajas, incluso a temperatura ambiente, dependiendo del material y el equipo utilizado. Por ejemplo, el CVD térmico se lleva a cabo a temperaturas ambiente, a diferencia del CVD catalítico que requiere calentamiento para llevar a cabo la reacción química.

Es importante mencionar que las temperaturas de ambos procesos pueden ser influenciadas por los requerimientos del proceso, como la pureza y la densidad del recubrimiento, la velocidad de recubrimiento, la resistencia al desgaste, la dureza, entre otros.

No solo la dureza final es la meta

Los recubrimientos CVD de nitruro de silicio son conocidos por su alta dureza. Los recubrimientos CVD de nitruro de silicio pueden alcanzar durezas de hasta 35 GPa (GigaPascal), que es equivalente a una dureza de vickers de aproximadamente 2000. Esta dureza es significativamente mayor que la de los aceros al carbono y algunos aceros inoxidables.

Sin embargo, la dureza exacta del recubrimiento CVD de nitruro de silicio puede variar dependiendo de varios factores, como la pureza y la densidad del recubrimiento, la velocidad de recubrimiento, y las condiciones de proceso.

Además, el nitruro de silicio no solo es duro sino también resistente al desgaste y a altas temperaturas, lo que lo hace ideal para aplicaciones en las que se requiere alta resistencia al desgaste y alta resistencia térmica.

En general, los recubrimientos CVD de nitruro de silicio son ampliamente utilizados en aplicaciones industriales como herramientas de corte, matrices de inyección, rodillos, entre otras.