পাঠ 11.8প্রলেপঅধ্যায় 11 · কোটিং ও পৃষ্ঠ ফিনিশিং

PVD কোটিং (ভ্যাকুয়ামে পাতলা ফিল্ম)

টার্গেট থেকে ছুটে আসা পরমাণু ভ্যাকুয়ামে অংশগুলোকে কোট করে

PVD (ফিজিক্যাল ভেপার ডিপোজিশন) ভ্যাকুয়ামে পরমাণু একটি একটি করে বসিয়ে অংশগুলোতে কয়েক মাইক্রন পুরু ধাতব বা সিরামিক ফিল্ম গড়ে। অনেক ড্রিল বিটের সোনালি স্তরটি টাইটানিয়াম নাইট্রাইডের PVD আবরণ। এটি টুলকে কয়েক গুণ বেশি টেকসই করে এবং ঘড়ি ও কলকে শক্ত, স্থায়ী রং দেয়।

ছবি: Cetko, CC0, সূত্র: Wikimedia Commons

PVD কোটিং · ভ্যাকুয়াম চেম্বারে স্পাটারিং, ফিল্মের ক্লোজ-আপসহবৃত্তাকার সংখ্যাগুলো নিচের ধাপের সঙ্গে মেলে; ডানের বাক্সটি একটি কোট করা পৃষ্ঠ বড় করে দেখায়।

যেভাবে কাজ করে

পরিষ্কার করুন ও লোড করুন। অংশগুলো দাগহীনভাবে পরিষ্কার করা হয়, প্রায়ই আল্ট্রাসনিক বাথে, তারপর কোটিংয়ের সময় ঘোরে এমন ফিক্সচারে বসানো হয়। তেল বা ধুলোর সামান্য চিহ্নও ফিল্মকে লেগে থাকতে দেবে না।
ভ্যাকুয়াম তৈরি ও গরম করুন। পাম্প বাতাস সরায়, যতক্ষণ না চাপ স্বাভাবিকের প্রায় দশ লাখ ভাগের এক ভাগ হয়। হিটার অংশগুলোকে সাধারণত 200–500 °C-এ আনে, আর আর্গন আয়নের একটি ছোট ঝাপটা তাদের পৃষ্ঠ ঘষে পরিষ্কার করে।
টার্গেট থেকে পরমাণু ছুটিয়ে আনুন। আর্গন গ্যাস প্লাজমায় (জ্বলজ্বলে, আধানযুক্ত গ্যাস) পরিণত হয়। এর আয়ন টার্গেটে, অর্থাৎ কোটিং ধাতুর একটি প্লেটে, আছড়ে পড়ে এবং পরমাণু আলগা করে: একেই স্পাটারিং বলে। অন্য মেশিন বৈদ্যুতিক আর্ক বা সরল বাষ্পীভবন দিয়ে পরমাণু মুক্ত করে।
উড়ুন ও বিক্রিয়া করুন। মুক্ত পরমাণুগুলো সোজা পথে উড়ে এবং যা দেখতে পায় তার ওপরই নামে। চেম্বারে ঢোকানো নাইট্রোজেন তাদের সঙ্গে বিক্রিয়া করে, ফলে টাইটানিয়াম শক্ত, সোনালি টাইটানিয়াম নাইট্রাইড (TiN) হয়ে বসে।
ঘুরিয়ে স্তর বাড়ান। ফিক্সচার ঘোরে, যাতে প্রতিটি তল তার ভাগ পায়। ফিল্ম সাধারণত 1–5 µm পুরু হয়ে বাড়ে, তারপর চেম্বার ঠান্ডা হয় এবং বাতাস ঢোকানো হয়।

মূল তথ্য

উপাদান: আবরণ: TiN, TiAlN, CrN, DLC (ডায়মন্ড-সদৃশ কার্বন), অ্যালুমিনিয়াম, ক্রোমিয়াম। অংশ: টুল স্টিল, কার্বাইড, স্টেইনলেস স্টিল, কাচ, কিছু প্লাস্টিক
সাধারণ অংশ: ড্রিল, এন্ড মিল ও ইনসার্ট, মোল্ড, ঘড়ির কেস, কল, লেন্স, চিপ
অংশের আকার: ক্ষুদ্র ইনসার্ট থেকে কয়েক দশ সেন্টিমিটার লম্বা অংশ পর্যন্ত; চেম্বার সীমা ঠিক করে
নির্ভুলতা: ফিল্ম সাধারণত 1–5 µm, এক মাইক্রনের ভগ্নাংশ পর্যন্ত নামে; অংশের মাপ প্রায় বদলায় না
পৃষ্ঠের মান: নিচের পৃষ্ঠের নকল করে (পালিশ করা দিলে পালিশ করা পাওয়া যায়); রং সোনালি (TiN) থেকে কালো (DLC) পর্যন্ত
কোন ব্যাচ আকারে মানানসই: প্রতি লোডে শত শত থেকে হাজার হাজার ছোট অংশ; কোটিং সার্ভিস ছোট রান নেয়
টুলিং ও মেশিনের খরচ: বেশি: একটি শিল্প সিস্টেমের দাম সাধারণত কয়েক লাখ থেকে দশ লাখ ডলারের বেশি; পূর্ণ ব্যাচে অংশপ্রতি খরচ কম
গতি: একটি ব্যাচে লোড থেকে আনলোড পর্যন্ত সাধারণত কয়েক ঘণ্টা লাগে

শক্তি ও সীমাবদ্ধতা

শক্তির দিক

খুব শক্ত, পাতলা ফিল্ম যা ধারালো প্রান্তকে ধারালো রাখে
অনেক শক্ত ও সাজসজ্জার রং, যেমন সোনালি, কালো বা ব্রোঞ্জ
মাঝারি তাপ: বেশিরভাগ টুল স্টিল তাদের কঠিনতা ধরে রাখে
পরিষ্কার, শুকনো প্রক্রিয়া, তরল বর্জ্য নেই

সীমাবদ্ধতা

দৃষ্টিরেখা সীমা: গভীর গর্ত ও লুকানো তলে আবরণ কম বা একেবারেই লাগে না
ভ্যাকুয়াম চেম্বার লাগে: মেশিনের খরচ বেশি এবং কাজ ব্যাচে হয়
অংশ দাগহীন হতে হবে, নইলে ফিল্ম খুলে আসে
আঁচড় ভরাতে বা ক্ষয়ে যাওয়া অংশ নতুন করে গড়তে খুব পাতলা

কোথায় ব্যবহৃত হয়

কাটিং টুলসোনালি TiN ড্রিল, গাঢ় TiAlN এন্ড মিল, কার্বাইড ইনসার্ট
মোল্ড ও ডাইইনজেকশন মোল্ড ও ফর্মিং টুলে ক্ষয়-প্রতিরোধী ফিল্ম
ঘড়ি ও গয়নাইস্পাতের কেস ও ব্যান্ডে কালো, সোনালি বা রোজ-গোল্ড ফিনিশ
ঘর ও বাথরুমব্রাশড-নিকেল বা পিতলের মতো দেখতে কল ও দরজার হাতল
অপটিক্স ও ইলেকট্রনিক্সলেন্সে প্রতিফলন-রোধী স্তর, চিপ ও ডিসপ্লেতে ধাতব ফিল্ম
অটোমোটিভCrN বা DLC আবরণসহ পিস্টন রিং ও ইঞ্জিনের অংশ

কীভাবে চিনবেন

ধাতুর ওপর পাতলা, সমান রং: ড্রিল বিটে সোনালি, কাটিং টুলে বেগুনি-কালো বা ব্রোঞ্জ।
রং বাইরের তল ও কাটিং প্রান্ত নিখুঁতভাবে ঢাকে, কিন্তু গভীর গর্ত ও খাঁজের ভেতরে ফিকে হয়ে যায়।
কোনো ফোঁটা, গড়ানো দাগ বা পুরু ধার নেই: মনে হয় ধাতুটির নিজেরই রং বদলে গেছে।
একই রঙের রঙের চেয়ে আঁচড় লাগা অনেক কঠিন।