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processi di elettrodeposizione: finiture e trattamenti speciali   
PVD -Tecniche di rivestimento sotto vuoto
Per venire incontro alle richieste di un mercato sempre più esigente sia per le prestazioni di resistenza che di inalterabilità delle finiture per gli accessori in vista del serramento (maniglie e cerniere) e per la disponibilità di colorazioni di tipo metallico, si è andata affermando l'applicazione della tecniche galvaniche sotto vuoto.

Nel settore decorativo (maniglieria, rubinetteria, bigiotteria) le tecniche di rivestimento sotto vuoto stanno raccogliendo crescente interesse grazie alla loro capacità di realizzare rivestimenti esteticamente validi, dotati di superiori caratteristiche di resistenza all'usura.

Produzione Savio con finitura PVD
Un'altra importante ragione per cui le tecniche PVD ricevono notevole attenzione in questo settore risiede nel loro impatto ambientale praticamente nullo, ben diverso pertanto da quello tipico delle lavorazioni galvaniche.

Le tecniche PVD attualmente di interesse nel settore decorativo sono l'evaporazione ad arco e lo sputtering. Esse consentono la realizzazione di rivestimenti con funzione spiccatamente decorativa, mettendo a disposizione una adeguata gamma di colori e garantendo la brillantezza necessaria. Tra i rivestimenti più diffusi a questo scopo si possono citare i nitruri di titanio (TiN) e di zirconio (ZrN), il carbonitruro di titanio (TICN) e, in minore misura, i nitruri di cromo (CrN) e di titanio-alluminio (AlTiN).

Ci si riferisce a queste tecniche di rivestimento sotto vuoto con la sigla PVD, acronimo di Physical Vapor Deposition, in cui i rivestimenti vengono deposti a partire da vapori generati con mezzi fisici.

Cercheremo di seguito di fornire alcuni elementi di conoscenza di questa tecnologia precisando che in talune applicazioni, le tecnologie sotto vuoto possono validamente sostituire quelle galvaniche, in molti altri casi le due famiglie di tecnologie risultano invece complementari, come avviene nel settore dei rivestimenti antiusura e quello decorativo, tipico per l'adozione delle tecnologie galvaniche nelle quali possono operare anche le tecnologie sotto vuoto.

Cos'è un riporto PVD

Con P.V.D. (Physical Vapour Deposition) si indicano i processi di deposizione del riporto ottenuti evaporando un metallo in vuoto

Nella pratica industriale i rivestimenti utilizzati sono costituti da materiali molto duri (2000 HV e oltre). Il più conosciuto è il nitruro di titanio (TiN), color giallo oro.

Spessi alcuni micron, sono depositati su pezzi finiti e non ne alterano la finitura

L'applicazione principale è come antiusura abrasiva. 


Le applicazioni dei rivestimenti sottili attraverso le differenti tecniche PVD sviluppate industrialmente negli ultimi venti anni hanno nell'utensile la loro destinazione naturale, ma stanno trovando largo impiego nei campi più svariati, dalla deformazione a freddo della lamiera, allo stampaggio ed estrusione della plastica, all'industria alimentare.
le seguenti aree sono quelle dove attualmente vengono impiegate:
Ottica: ottice laser, vetri e specchi architettonici , rivestimenti assorbenti e riflettenti, vetri selettivi,etc. 

Elettronica :conduttori, contatti, isolatori, celle solari,etc. 

Meccanica : film lubrificanti, rivestimenti anti-usura , anti-erosione e anti-frizione, barriere di diffusione, rivestimenti duri per utensili. 

Chimica : rivestimenti anti-corrosione e catalitici, componenti batterie, componenti per uso marino,etc. 

Decorativo : orologi, occhiali, bigiotteria, rubinetteria, edilizia, attrezzi cucina,etc. 

Biomateriali :rivestimenti biocompatibili o bioneutrali per protesi (es.protesi dentali), strumenti chirurgici
Nel campo meccanico In particolare l'applicazione del riporto PVD-TiN (Nitruro di Titanio) è estesa ormai a quasi tutti gli utensili da taglio in acciaio rapido e in metallo duro, in particolare per gli utensili a geometria complessa e costo elevato (brocce, creatori, frese, maschi,etc.)ottenendo una maggiore durabilità degli stessi anche perchè un'altra caratteristica molto importante dei riporti PVD è la possibilità di rivestire più volte lo stesso utensile, anche dopo le varie affilature senza che l'incremento di spessore del rivestimento sia eccessivo e permettendo che l'utensile venga utilizzato sempre in maniera ottimale e mantenendone la produttività costante ottenendo, in base a calcoli effettuati, risparmi molto elevati.

Grande importanza assume il riporto superficiale PVD per gli stampi per pressofusione dei metalli. 
Per sopportare le condizioni di temperatura, pressione ecc. cui sono sottoposti, vengono preparati con trattamenti mirati e classificabili in due grandi categorie: 
- trattamenti come ricottura, distensione, bonifica ecc. che intervengono sulle proprietà dell'acciaio
- trattamenti superficiali, che invece modificano le proprietà sulla sola superficie dello stampo. 

La corrosione negli stampi per pressofusione, in particolare per pressofusione di alluminio avviene per un danneggiamento causato dall'affinità chimica tra l'acciaio ed il metallo fuso iniettato. L'azione di corrosione nasce dalla formazione di stati intermetallici nell'interfaccia tra metallo fuso e acciaio e anche l'incollaggio sembra essere governato dalla formazione di fasi intermetalliche Al-Fe. La presenza di pirocriccature in superficie offre numerosi punti di innesco.
Ogni pressofonditore ne conosce le conseguenze pratiche: l'alluminio fuso, introdotto ad elevata velocità e pressione, penetra nelle cavità delle cricche aggrappandosi allo stampo. Talvolta può essere necessaria una forza di estrazione superiore al limite elastico del materiale stampato, producendo deformazioni permanenti. 

Un riporto superficiale PVD, sostituendosi all'acciaio nel contatto con l'alluminio, si propone, grazie alle sue qualità chimiche e fisiche, come una valida possibilità di ridurre sensibilmente questo genere di inconvenienti. Il componente base è il nitruro di zirconio (ZrN), e si è dimostrato il più efficace rivestimento antiusura nelle applicazioni con alluminio fuso o pastoso. Di colore giallo paglierino, spesso circa 5 micron, viene applicato sul particolare finito e non ha bisogno di ulteriori lavorazioni. La resistenza alle alte temperature (oltre 800°C) consente di impiegarlo anche con leghe ad alta temperatura di fusione. indicato in tutti quei processi dove si realizza un contatto fra metallo fuso o pastoso e acciaio dello stampo.

Il processo di elettrodeposizione

La deposizione dello strato per mezzo del procedimento PVD ha luogo in una camera ermeticamente chiusa, alla temperatura di circa 400° C in presenza di un plasma, ossia di una scarica elettrica in seno ad un gas, che in questa cella si trova alla pressione dell’ordine di 0,00003 bar. Il metallo in base del rivestimento (titanio, titanio ed alluminio, cromo, zirconio) viene trasformato in vapori metallici per mezzo di un arco elettrico innescato tra un opportuno elettrodo ed una pastiglia di metallo che viene dunque consumata durante il processo, poiché "evaporata" grazie all’elevatissima temperatura dell’arco elettrico e grazie al fatto che il fenomeno avviene ad una pressione molto bassa (si lavora in condizioni assai prossime al vuoto assoluto).La pastiglia dei metalli da vaporizzare (che può essere a seconda degli impianti rotonda o rettangolare) costituisce il polo negativo del circuito elettrico che fa capo, come polo positivo, al pezzo sul quale si deve applicare il rivestimento, in genere nella cella si trova una griglia metallica (isolata dalle pareti della camera) dove vengono disposti gli oggetti da rivestire.

L'evoluzione tecnologica dei processi PVD ha portato alla costruzione di impianti di dimensioni sempre maggiori con la possibilità di rivestire utensili di lunghezza fino a 2-3 m., e un numero di componenti molto elevato nella stessa carica di rivestimento

La tecnologia PVD ad arco "PLATIT"

La tecnologia PVD "PLATIT" è stata ideata nel 1987 dal Dr. Hermann Curtins della "BLOESCH", Società svizzera specializzata in rivestimenti sottili che ne ha in seguito costruito gli impianti industriali.
Questa tecnologia PVD, del tipo ad arco catodico, è altamente innovativa rispetto alle tecnologie PVD presenti sul mercato mondiale e permette di ottenere dei rivestimenti sottili antiusura e anticorrosione per differenti tipi di applicazione con caratteristiche ottimali di adesione del rivestimento, di rugosità superficiale e di proprietà dello strato depositato. 
In particolare con il processo PLATIT è stata sviluppata un nuovo tipo di sorgente ad arco, capace di superare i limiti delle tecnologie PVD ad arco tradizionali e di ottenere depositi, per esempio di TiN e TiCN, con tensioni interne notevolmente ridotte e spessori elevati. 
Le tecnologie PVD ad arco possiedono attualmente un elevato potenziale di sviluppo industriale per differenti settori quali l’industria degli utensili e degli stampi, per una serie di fattori quali la semplicità di base del processo e l’economicità del processo a livello industriale.