DLC類金剛石鍍膜是一種特殊的涂層,又稱為無定形碳涂層。該涂層是在真空環(huán)境下通過物理氣相沉積PVD而形成。DLC涂層通常由sp2與sp3鍵的比值和氫含量來分類。當(dāng)碳元素通過sp3鍵結(jié)合,就會形成金剛石,通過sp2鍵結(jié)合,就會形成石墨。當(dāng)sp3與sp2鍵的比值增大時,涂層的硬度通常會增加。
DLC是一種化學(xué)氣相沉積技術(shù),在真空的環(huán)境下借由惰性氣體的幫助來讓碳原子在被鍍件表面堆積,形成一層層的緊密類金剛石結(jié)晶,而由于這些碳原子經(jīng)過處理全部都是雙鍵結(jié)構(gòu),所以原子和原子之間的鍵結(jié)非常密實。通過這種(附著涂層)技術(shù),我們能讓包含氫離子的石墨烯材料按照類似鉆石的結(jié)構(gòu)在物體表面形成一層即薄又硬的涂層。除了裝飾功能以外,DLC涂層還具有非常良好的可加工、耐腐蝕、高硬度、耐摩擦特性,能顯著降低物體表面出現(xiàn)刮傷、劃痕的情況。
工業(yè)上應(yīng)用這種涂層起源于汽車部件,如高壓柴油噴射系統(tǒng)和動力傳動部件。當(dāng)今,具有特殊優(yōu)勢的各種DLC涂層已在一些領(lǐng)域得到應(yīng)用。
可在DLC涂層內(nèi)加入鎢(W-C:H)之類的金屬(此處C為碳,H為氫),還可以加入其他元素如硅(SiDLC)來改變涂層的摩擦系數(shù)或抗溫性能。一種已用于切削刀具的復(fù)合涂層為高硬度的氮化物涂層加上較軟的、具有潤滑功能的頂層涂層(如W-C:H)。因為排屑的改善,這種復(fù)合涂層在攻絲和鉆削應(yīng)用中顯示出優(yōu)異的效果。
汽車頂桿零件在DLC涂層的應(yīng)用
DLC涂層應(yīng)用于諸如汽車頂桿零件的目的之一是為了減小摩擦,其帶來的效果是改善了發(fā)動機效率、更少的燃油消耗和更低的CO2排放。對更佳燃油經(jīng)濟性和更少污染的推動,已將DLC涂層應(yīng)用在切削刀具和成形工具上。
增大汽車行駛里程數(shù)的措施之一是降低汽車自身重量。除了采用超高強度合金鋼,在車身和發(fā)動機上采用鋁合金已在過去幾年以來日益增長。在汽車和航空航天業(yè),塑料的應(yīng)用也在日益增長。在切削這些材料時,刀具的損機理完全不同于切削合金鋼。切削這些材料的主要挑戰(zhàn)之一在于保持切削刃鋒利和減小積屑瘤。因為切削這些材料的刀具刃口半徑很小,需要刀具涂層厚度也盡可能小。所有這些挑戰(zhàn)可通過刀具涂覆性能優(yōu)異的DLC涂層并專用于切削非鐵金屬和塑料來應(yīng)對。
【責(zé)任編輯】小編