Vì sao lớp phủ không đồng đều xảy ra ?
Thiết lập sai thông số phủ |
Nhiệt độ, thời gian, áp suất buồng không chính xác sẽ dẫn đến phủ không đều |
Vị trí mẫu trong buồng phủ không chuẩn |
Các vùng "chết" trong buồng khiến lớp phủ dày – mỏng khác nhau |
Hình học chi tiết quá phức tạp |
Góc khuất, rãnh sâu, lỗ nhỏ gây khó trong việc phủ đều |
Chất lượng xử lý bề mặt kém trước khi phủ |
Bề mặt không sạch hoặc không đồng đều sẽ ảnh hưởng khả năng bám dính lớp phủ |
Thiết bị phủ bị hao mòn hoặc lệch chuẩn |
Đầu phun, đầu mạ, ống dẫn bị mòn hoặc hỏng dẫn đến lớp phủ sai lệch |
Các ảnh hưởng của lớp phủ không đồng đều đến hiệu năng sản phẩm
Gây sai lệch kích thước, dung sai
- Cơ khí chính xác yêu cầu dung sai cực nhỏ ví dụ như ±5μm mà lớp phủ không đều sẽ làm chi tiết bị phình hoặc thụt cục bộ.
- Dẫn đến không lắp được vào cụm máy hoặc gây rung động khi lắp ráp.
Gây mất cân bằng động
- Trong các chi tiết quay như rotor, trục máy, dao cắt CNC nếu lớp phủ lệch sẽ gây mất cân bằng dẫn đến rung động, hao mòn ổ bi và tiếng ồn lớn.
- Có thể phá hỏng toàn hệ thống truyền động.
Giảm khả năng chống mài mòn, ăn mòn
- Chỉ một điểm mỏng cũng trở thành điểm yếu và sẽ bị mài mòn nhanh hơn.
- Lớp phủ không đồng đều tạo ra vi khe nứt, dễ ăn mòn điện hóa đặc biệt trong môi trường axit, muối.
Gây bong tróc lớp phủ
- Chênh lệch độ dày tạo ứng suất bề mặt.
- Bong tróc xảy ra từng mảng, lan rộng nhanh.
- Dẫn đến giảm tuổi thọ nghiêm trọng.
Mất thẩm mỹ
- Trong các sản phẩm yêu cầu cao về ngoại hình như vỏ thiết bị điện tử, khuôn mẫu mỹ nghệ.
- Các vết loang, lệch màu, gồ ghề có thể khiến sản phẩm bị loại bỏ.
Dấu hiệu nhận biết lớp phủ không đồng đều
Dấu hiệu |
Mô tả |
Bề mặt có vết gồ ghề hoặc sọc chéo |
Đặc biệt dễ thấy khi soi dưới đèn chiếu xiên góc |
Màu sắc không đồng nhất |
Một số loại lớp phủ (PVD, sơn công nghiệp) có màu khác nhau khi dày – mỏng |
Đo kiểm bằng máy đo lớp phủ |
Sử dụng thiết bị như Elcometer hoặc Fischer để đo độ dày lớp phủ tại nhiều điểm |
Tăng nhiệt cục bộ khi vận hành |
Vị trí lớp phủ mỏng sinh nhiệt và ma sát nhiều hơn |
Cách khắc phục và kiểm soát lớp phủ không đồng đều
Kiểm tra thiết bị phủ định kỳ
- Đảm bảo đầu phủ, buồng chân không, điện cực và các bộ phận liên quan luôn hoạt động ổn định, không bị mài mòn hoặc lệch chuẩn
- Cần thực hiện hiệu chuẩn máy định kỳ để duy trì độ chính xác của toàn hệ thống phủ
Thiết lập đúng thông số phủ
- Tối ưu các thông số như thời gian phủ, nhiệt độ, áp suất buồng phủ theo đúng đặc điểm vật liệu và hình học chi tiết cần phủ
- Nên áp dụng các phần mềm mô phỏng lớp phủ chuyên dụng như COMSOL hoặc ANSYS để dự đoán độ dày và phân bố lớp phủ
Xử lý bề mặt trước khi phủ
- Tiến hành làm sạch, mài mịn, đánh bóng bề mặt chi tiết để đảm bảo khả năng bám dính và phân bố lớp phủ đồng đều
- Có thể sử dụng các công nghệ xử lý bề mặt hiện đại như plasma, phun cát hoặc tẩy dầu chuyên dụng
Sử dụng đồ gá hợp lý
- Thiết kế đồ gá sao cho chi tiết luôn nằm ở vị trí trung tâm, nơi có phân bố lớp phủ đồng đều nhất trong buồng phủ.
- Tránh bố trí các chi tiết che khuất nhau nếu cần phủ đồng thời nhiều mẫu trong một chu trình.
Kiểm tra chất lượng sau phủ
- Sử dụng các thiết bị đo lớp phủ chuyên dụng để kiểm tra độ dày tại nhiều vị trí trên bề mặt chi tiết.
- Nếu phát hiện sai lệch lớn so với tiêu chuẩn, cần tiến hành phân loại và xử lý lỗi ngay từ đầu nhằm tránh ảnh hưởng đến toàn bộ lô sản phẩm.
Công nghệ hỗ trợ phủ đồng đều
PVD đa chiều |
Cho phép lớp phủ bao phủ đều cả rãnh sâu, góc khuất |
CVD nhiệt độ thấp |
Giảm chênh lệch nhiệt, tăng độ bám dính lớp phủ |
Phủ plasma lạnh |
Phủ mỏng, lý tưởng cho linh kiện điện tử, y tế |
Robot hóa quá trình phủ |
Lập trình quỹ đạo phủ chuẩn xác theo hình học chi tiết |
Để đảm bảo lớp phủ đạt chuẩn, doanh nghiệp cần đầu tư vào thiết bị phủ chất lượng cao, kiểm soát quy trình chặt chẽ từ xử lý bề mặt đến kiểm tra sau phủ, đào tạo nhân sự chuyên môn về lớp phủ, sử dụng hệ thống đo lớp phủ hiện đại để phát hiện sai lệch sớm. Việc kiểm soát lớp phủ không chỉ là vấn đề chất lượng, mà còn là yếu tố sống còn với các doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực sản xuất chính xác.