Можно ли нанести PVD на Zamak 5?

Да, на Zamak 5 можно нанести покрытие PVD (физическое осаждение из паровой фазы). Сам сплав здесь не ограничение. Ограничение — поверхность, с которой деталь приходит на линию нанесения, и пакет слоёв под верхней плёнкой. Цинковая отливка, вышедшая на Ra 0,5, без открытой пористости и с маскировкой по нужным поверхностям, проходит декоративную линию PVD без осложнений. Деталь, которая приходит с раковиной у впускного канала или с отполированной кромкой, скруглённой на 0,1 мм, эту линию не пройдёт, и последующее нанесение покрытия этого уже не исправит.

Краткий ответ

Zamak 5 (ASTM B86 AC41A) — стандартная основа для декоративного PVD на цинковых отливках. Процесс идёт при температуре основы около 120–150 °C, то есть намного ниже значений, при которых сплав меняет форму, и осаждает плёнку толщиной 0,5–3 мкм.

Решение принимают не по вопросу «можно ли вообще покрыть», а по вопросу «правильны ли поверхность и пакет слоёв». Для этого нужно проверить три условия: отполированную поверхность, отсутствие открытых пор и названную систему слоёв под верхней плёнкой.

Почему решает основа

PVD — это процесс осаждения по прямой видимости. Пар металла доходит до поверхности, конденсируется на ней и повторяет то, на что попал. Он не затекает в углубление, не выравнивает царапину и не закрывает пору. Какая геометрия была у отполированной поверхности, такая останется и у покрытой детали.

Так основа становится управляющей переменной. Две детали, отлитые в одной форме, могут пройти или не пройти в зависимости от того, как отполирована лицевая поверхность и вскрылась ли пора у впускного канала. Нанесение видит результат, но не причину.

Ra 0,5 и Rz 2–4

Ra 0,5 мкм — это среднее арифметическое. Прибор может показать 0,5 мкм, хотя на поверхности всё ещё остаются выступы высотой 6 мкм. Именно эти выступы описывает Rz, а на верхней границе диапазона плёнка оказывается тоньше расстояния от выступа до впадины.

Рабочая пара — Ra 0,5 при Rz 2–4. Поверхность, которая укладывается в Ra, но держится на Rz 6, покажет царапины после покрытия: плёнка идёт по впадинам и оставляет выступы открытыми. В чертёж нужно заносить оба числа, а не только одно.

Что плёнка не скроет

Открытая пора диаметром 20 мкм — это в 6–40 раз больше толщины плёнки. Покрытие осаждается и на стенке поры, и на поверхности, поэтому пора остаётся порой, а после нанесения покрытия видна тёмной точкой при прямом свете.

То же относится к линии холодного шва, задиру и скруглённой сопрягаемой кромке. Каждый такой дефект — это изменение геометрии, а не пятно на поверхности. Если это видно до покрытия, то будет видно и после, обычно даже сильнее: плёнка добавляет контраст.

Пакет слоёв под плёнкой

Декоративное PVD на цинке обычно представляет собой пакет, а не один слой. Гальванический подслой Cu/Ni выравнивает поверхность и держит коррозионную стойкость; верхний слой PVD даёт цвет и износостойкость. При таком пакете слоёв замаскированная поверхность показывает никель, а не открытый цинк.

Прямое PVD на цинке, без предварительной гальваники, — это другая система. Оно может подойти для внутренних декоративных деталей с лёгкой нагрузкой, но коррозионная защита и цветовой диапазон здесь иные. В чертеже нужно назвать пакет: толщину гальванического покрытия, толщину верхнего слоя и то, какие поверхности замаскированы. Одно слово «PVD» не определяет, что лежит под верхней плёнкой.

Что внести в чертёж

Полноценное рабочее указание в чертеже состоит из четырёх строк: основа и её состояние, отделка до покрытия (Ra и Rz), пакет слоёв с толщинами и замаскированные поверхности. Добавьте к ним приёмочные испытания: адгезию по ASTM D3359 на уровне 4B–5B и нейтральный соляной туман по ASTM B117 в течение 48 часов.

Если нужно подробнее о стороне нанесения, читайте статью PVD на цинковых отливках; о режиме процесса читайте в разделе PVD-покрытие.