制备较厚无氢DLC涂层的方法:生产无氢DLC涂层的技术还有待发展,生产超过5微米技术已经比较少见,原因是由于金刚石涂层的硬度高,与基底的结合力问题不好解决,另外沉积过程中金刚石涂层本身的内应力也非常大,所以无氢DLC涂层工艺的难度很高。从生产设备的角度来看,如果需要沉积厚度超过50微米的涂层,涂层本身沉积速率比较低的情况下,需要很长的沉积时间,所以弧源的设计和供气方式都有很高的设计要求。德国研究所设计了一种石墨柱弧的弧源,利用高能量的激光系统,轰击石墨柱弧的表面,在没有离子源辅助沉积的情况下,生产出了厚度超过50微米的纯碳无氢DLC涂层,主要应用在汽车零部件方面,高性能汽车的曲轴、活塞、活塞环、气门顶杆等。该制备方法需要长期在复杂的摩擦条件下可靠工作,需要很高的耐磨和润滑性能,但质量优异,在超过30年的时间里可以免维护。DLC涂层上世纪70年代被命名为类金刚石薄膜。珠海钻头DLCDLC涂层处理厂
DLC薄膜材料结构和种类的多样性使其具有多种功能和特性,因此相关应用也多种多样,可普遍应用于机械、工模具、刀具、汽车、电子、光学、生物医学、航空航天、装饰外观保护等领域。但是,过去几年中这些应用均集中在较轻负荷工况,重负荷工况下的应用极为罕见。在生物、**、耐腐蚀保护、场发射以及半导体等多个领域的应用还有待大力开发。另外,到目前为止,国内大部分DLC涂层设备生产厂家都不能提供完整的涂层工艺技术,即不能提供完整的交钥匙工程项目(包括前处理工艺、工装技术、涂层工艺、涂后处理工艺、退镀或脱膜技术、检测基数、涂层应用技术等)。珠海钻头DLCDLC涂层处理厂利晟纳米全新DLC涂层 :钻石级硬度与石墨润滑性的完美结合!
在DLC涂层的众多种类中,有一种较为常见的Me-DLC涂层,长久以来在工业领域有很很广的应用。Me-DLC涂层具有有很低的内应力,因此,该种涂层具有很好的涂层结合力。Me-DLC涂层中可以加入多种元素,如如Ti、Nb、Ta和B等,但目前Z常用的方法是加入钨元素(W),形成W-DLC(也可以是W-C:H或者a-C:H:W)。因为与其他元素相比,W-DLC涂层具有相对较低的摩擦系数(通常在0.1~0.2,干式),从而具有很好地耐磨损性能,以及良好的耐滚动接触疲劳性能。豪泽公司生产的此类Endurance涂层典型的沉积温度低于160℃,可以在不软化热敏性钢(如100Cr6)的前提下完成涂层。目前,Endurance涂层一个典型的应用是涂层高规格滚柱轴承。
金刚石涂层工艺流程:1、工件基体处理。这一步是比较重要的,将工件抛光到小于Ra0.2um,涂覆处理后的工件才可得到满意的表面质量,这对成形一些具有光学性能要求的零件是非常重要的,类似成形光学镜头和成形LED零件等。操作的时候需要注意基体表面处理不能留有死角,这影响到膜层是否能与基体牢固地结合。2、充分清洗。将要涂覆的工件进行充分清洗,涂覆的母材、质量水平和几何形状决定了清洗的工艺。工件装在设定的夹具上,夹具是在使腔体装载尺寸优化和保证涂覆均匀的基础上设计的。清洗方法为真空室抽真空至10-6托(高真空)来排除系统中的任何污染物,真空室中通入惰性气体并使其离子化,导致产生辉光放电(等离子体),这是气体清洗阶段使零件做好金属沉淀准备。3、金属沉淀。在用于沉淀的固体金属上(指靶材)加载高电流、低电压电弧,金属被蒸发并且瞬间离子化,属离子在高能量的作用下通过惰性气体或活性气体进入腔体并沉淀在工件上。在金属沉淀过程中蒸发了的金属(靶材)保持不变。在激i活的沉淀过程中,改变气体的体积或种类将会改变膜层的性质,形成像碳化物、氮化物或氧化物的陶瓷。同样,通过改变靶材的材质也可以产生不同的膜层。DLC涂层也叫类金刚石涂层,是一种常用的刀具涂层。
DLC涂层具有优良的力学性能。(1)硬度及弹性不同的沉积方法制备的DLC膜硬度及弹性模量差异很大,用磁过滤阴极电弧法可以制备出硬度达到甚至超过金刚石的DLC膜,用阴极电弧法制备的DLC膜硬度可达50GPa以上,而用离子源结合非平衡磁控溅射法制备的DLC膜硬度达21GPa。膜层内的成分对膜层的硬度有一定的影响,Si、N的掺入可以提高DLC膜的硬度。DLC膜具有较高的弹性模量,虽低于金刚石(110GPa),但明显高于一般金属和陶瓷的弹性模量。(2)内应力和结合强度薄膜的内应力和结合强度是决定薄膜的稳定性和使用寿命,影响薄膜性能的两个重要因素,内应力高和结合强度低的DLC膜容易在应用中产生裂纹、褶皱,甚至脱落,所以制备的DLC膜具有适中的压应力和较高的结合强度。大部分研究表明,直接在基体上沉积的DLC膜的膜\基结合强度一般比较低,通过采用Ti\TiN\TiCN\TiC中间梯度过渡层的方法提高DLC膜与基体的结合强度,在模具钢上沉积DLC膜的结合强度达44N-74N,制备的膜导总体厚度可达5um。DLC涂层中碳的存在形式有金刚石,石墨,富勒烯,碳纳米管和石墨烯等。珠海钻头DLCDLC涂层处理厂
DLC涂层沉积设备组成系统有哪些?主要有五部分。珠海钻头DLCDLC涂层处理厂
DLC涂层的应用方向有哪些?(1)钻头、铣刀DLC膜可以应用于钻头和铣刀上,特别是掺杂金属的DLC膜,它不仅具有高的硬度,还具有低的摩擦系数、抗有色金属粘结。(2)光盘模具及其辅助模具光盘模具是生产CD、CDR、DVD的重要工具,为了减少它与母盘(镍盘)的摩擦,希望模具表面硬且摩擦系数小,目前,国外大多采用DLC膜层,很大提高了模具的寿命和盘片的质量。镀膜之后有硬度高,摩擦系数低,耐磨,耐腐蚀,抗粘结性好且环保等特点。(3)芯轴DLC膜的耐磨减摩及耐腐蚀性,可显著提高齿轮、芯轴等运动部件的使用性能及寿命。(4)刀片上的应用现在DLC也在各种刀片如剪刀、刮胡刀等上的应用。DLC膜减小了刀片与皮肤的摩擦,改善了刀片的性能,延长了使用寿命。(5)关键零部件上的应用DLC膜在许多关键零部件也能发挥其优良的性能,如在制成式斯特林制冷机的活塞上的应用利用其低的摩擦系数,降低摩擦力,提高耐磨性,达到无油润滑及使用寿命要求。珠海钻头DLCDLC涂层处理厂
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