PVD涂层薄膜的优点:拥有较高硬度,低摩擦系数、并且还具有了很好的耐磨性和化学的稳定性。PVD不只只提高了薄膜对于刀具基体材料的结合强度,涂层的成分也是由于代的TiC、TiCN、ZrN、CrN、MoS2、TiAlN、TiAlCN、TiN-AlN、CNx、DLC和ta-C等多元复合涂层。PVD涂层是当前国际上被普遍使用的先进的表面涂层处理技术。它的工作原理就是在真空的条件下,利用气体进行放电使被蒸发物质部分离化掉,在气体离子或被蒸发物质离子轰击作用的同时把蒸发物或其反应物沉积在基材上。他还具有了沉积速度快和表面涂层清洁的特点,而且它还特别具有了膜层附着力很强、绕性好、可镀材料普遍这些优点。类金刚石涂层DLC的主要性能有哪些?清远类金刚石供应商
DLC兼具了金刚石和石墨的特性,由于含有金刚石成分,涂层硬度高,是普通镀硬铬环或氮化环硬度的2~3倍,具有更高的耐磨损性能,同时由于含有石墨成分,其摩擦系数极低(0.2以下),降低了环对缸套的攻击性,在恶劣润滑条件下提高了环的抗拉缸性能,同时对解决活塞环早期异常磨损效果明显。同为PVD处理方式获得,DLC涂层与CrN硬质涂层比较,其比较为突出的优点是很大程度地降低了活塞环摩擦功耗。在发动机设计时,为了改善发动机的燃油耗,应尽可能地将燃烧能量无损地作为驱动力加以有效利用。减少发动机滑动部件摩擦可直接降低这种能量的损失,它直接关系到发动机燃油耗的改善。资料显示活塞/活塞环部分的摩擦随着发动机转速的升高而增加,在发动机总摩擦损失中占40~50%,而DLC涂层活塞环可有效降低摩擦功耗。清远类金刚石供应商DLC薄膜将高硬度、低摩擦系数、耐磨损、抗划伤性、耐腐蚀性、抗粘连、化学稳定性等特性完美地结合。
为了提高DLC涂层的结合力,除了上述采用基体氮化、增加过渡层、DLC层掺杂等根本性改进措施外,活塞环的前处理也有一些细节性问题需要关注。例如:活塞环气体氮化后会产生一定厚度的白亮层,白亮层的特性就是硬度高,脆性大,容易脱落,所以PVD处理前不允许有白亮层。气体氮化是氮化,各个部位都有氮化层,氮化后采用端面磨及外圆珩磨能够将端面及外圆的白亮层除去,但外圆与端面交接的棱边不能加工到,无法去除白亮层。如果再在上面覆着DLC涂层,会降低DLC涂层结合强度,在发动机工作中容易造成活塞环棱边DLC涂层崩缺,所以在过程加工中必须关注这个细节。
DLC涂层工艺流程:1.工件基体处理。这一步更为重要。只有将工件抛光到小于Ra0.2um的工件上,才能获得满意的表面质量,这对于一些具有光学性能要求的零件的成型非常重要,类似于成型光学镜头和成型LED零件。操作时,应注意基体表面处理不能留下死角,这会影响膜层是否能与基体牢固结合。2.充分清洁。要涂的工件要充分清洗,涂的母材。质量水平和几何形状决定了清洗过程。工件安装在设定的夹具上,夹具是在优化腔体装载尺寸,保证涂层均匀的基础上设计的。清洗方法是将真空室抽真空至10-6托(高真空),消除系统中的任何污染物,将惰性气体通入真空室,使其离子化,导致辉光放电(等离子体),这是在气体清洗阶段准备金属沉淀。3.金属沉淀。在用于沉淀的固体金属上(指靶材)加载高电流。低压电弧,金属蒸发并立即离子化,在高能作用下通过惰性气体或活性气体进入腔体,沉淀在工件上。在金属沉淀过程中蒸发的金属(靶材)保持不变。在促活沉淀过程中,改变气体的体积或类型会改变膜层的性质,形成碳化物、氮化物或氧化物等陶瓷。同样,不同的膜层也可以通过改变靶材的材料来产生。类金刚石涂层(DLC)是一种由碳元素构成、在性质上和钻石类似。
汽车发动机中的活塞环安装在活塞侧壁的凹槽内,环外圆面紧贴在气缸内壁。随着活塞在气缸内上下往复运动,环面不断地刮擦气缸内壁,产生较大的摩擦功损耗,工况比较恶劣,影响到发动机整机的能耗和使用寿命;含氢DLC涂层(以下简称DLC)和无氢DLC涂层(以下简称TaC)作为一种新的涂层材料和技术,因为具有更加优异的性能得到业界的普遍重视。与CrN相比,DLC可以有效减少摩擦,进一步降低摩擦功损耗,重要的一点是更加不易拉缸。在以非燃油为燃料的新能源汽车发动机中,DLC涂层的活塞环可以在无润滑油的干态摩擦条件下起到良好的润滑和耐磨减磨的作用,这也是目前解决这类活塞环寿命和节能问题的主要手段。类金刚石薄膜的研究现状与发展。清远类金刚石供应商
类金刚石涂层在活塞环上的应用。清远类金刚石供应商
DLC在一种材料中结合了金刚石和石墨的这两种特性,显示出高硬度的同时摩擦系数非常低。硬度变化甚至超过15-35GPa。同时,摩擦系数可以低至≤0.15。由于这些特性,DLC涂层表面处理表现非常优异。减少了用于加工非铁材料的涂层工具的摩擦和磨损。DLC涂层还显着降低了滚动轴承和滑动部件中的滑动摩擦。此外,这种材料具有生物相容性。这使得DLC适用于医疗用途,如假体层,手术器械涂层以及食品工业中使用的组件涂层。另外,由于其不导电性,它可以用于电子组件。清远类金刚石供应商
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