广东零配件低摩擦DLC涂层原理

DLC涂层是一种由石墨原子组成的碳材料，类似于钻石。PVD涂层是物理i气相沉积，是指通过PVD加工制作各种涂层的涂层。那么DLC涂层和PVC涂层有什么区别？一、特点不同PVD涂层具有耐磨、耐腐蚀、装饰、导电、绝缘、光导、压电、磁性、润滑等特点。DLC涂层具有硬度高、摩擦系数低、耐磨、耐腐蚀、附着力好、环保等特点。二、方法不同PVD涂层方法有：真空蒸镀、溅射镀、电弧等离子体镀、离子镀、分子束延伸等。DLC涂层包括真空蒸发、溅射、等离子体辅助化学气相沉积、离子注射等。三、用途不同PVD涂层广泛应用于航空航天、电子、光学、机械、建筑、轻工、冶金、材料等领域。DLC涂层广泛应用于钻头、铣刀、光盘模具及其辅助模具、剪刀、刮刀、粉末冶金模具、塑料模具、引线框弯曲模具、玻璃模具、镁合金加工模具、轴承等机械功能领域。DLC涂层主要有两种方式实现,一种是CVD,化学气相沉积,还有一种是PVD。广东零配件低摩擦DLC涂层原理

需要指出的是，传统的DLC涂层通常不到5微米，很容易被刮擦掉，远远达不到发动机的实际使用寿命。无论是在什么样的零件上使用，一般来说，在满足零件尺寸要求的前提下，涂层的厚度，尤其是DLC涂层的厚度往往是越厚越好，这样零件的耐磨性会相应提高。然而，一旦涂层的厚度增加，尤其是DLC层的厚度增加，就会导其内应力增大，影响涂层和基材结合力，导致涂层与基材剥离，这就对涂层的使用寿命和效率产生影响。因此，厚度及其表现出的耐磨性一直是应用上的一个瓶颈。而TaC作为一种无氢DLC虽然有报导称能做到20微米，但是现有条件下，其生产成本以及设备的维护保养等方面恐怕很难满足真正的大规模量产需要，这时候就急需真正适合活塞环的DLC工艺。肇庆低温加硬DLC涂层厂家随着技术的不断进步,DLC涂层应用的领域也越来越多。

什么是DLC涂层生长机理？DLC涂层可分为无氢类金刚石碳膜(a-C)和氢化类金刚石碳膜(a-C：H)两大类。这两类DLC涂层的生长机理略有不同。什么是DLC涂层生长机理？1、含氢DLC涂层的生长机理对于含氢的DLC涂层，与CVD金刚石涂层一样，一般认为碳与碳、碳与氢原子进行杂化，形成坚固的四面体结构，氢原子的存在促进形成SP3键，而刻蚀掉已经形成的SP2键；在无序的网络结构中，氢原子能够终止碳原子至外端的悬挂键，阻止碳原子形成SP2键。由于氢原子的存在可以帮助和促进SP3键的形成，因此人们认为氢的存在是DLC涂层中形成SP3键所必需的，而且还建立了SP3与氢含量的关系。研究表明，随着环境中氢原子含量的增加，涂层中SP3键含量增加，而且还发现氢含量为50%附近时硬度至大。含氢类金刚石涂层的生长模型分为三个阶段，即等离子体的反应（气体的分子或原子分解、电离）；等离子体与表面作用以及涂层浅表面的作用。2、无氢DLC涂层的生长机理由于氢原子在一定含量范围内可以促进涂层中SP3键的形成，很多研究者利用加氢技术来提高层中SP3的含量，但在随后的应用中发现事实并非如此。

DLC涂层加工的主要作用有以下三点:(1)保护作用。铝合金型材在使用过程中，长期暴露于空气中，会受到氧、水分、酸物、盐雾及各种腐蚀性气体、紫外光线等的侵蚀和破坏。在需要受到保护的工件表面通过一定的涂装工艺方法形成具有一定厚度的涂层(即保护层)，从而起到保护作用。(2)装饰作用。涂料可以配制出多种多样的颜色，加上涂层平整光亮，甚至可以做出各种立体质感的效果，如锤纹、橘纹、晶纹、绒面等，使产品形成美丽的造型和外观以及所需要的特种性能，起到美化人类生活环境的作用。(3)其他作用。涂层除了具有保护和装饰作用外，还具有许多特殊的功能，如电绝缘、导静电、防污、耐热、耐磨、保温、反光、防噪声、减震、防滑、防紫外线等。涂层的这些特殊功能，增强了产品的使用性能，拓宽了产品的适用范围，使涂层产品在国民经济领域的应用越来越广DLC涂层兼备高硬度（＞HV2700）及较低的干摩擦系数（0.06-0.1），是一种可实现无油自润滑的涂层。

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。DLC涂层一般与有色金属的摩擦系数小，用于加工铝合金等非铁材料。广州ALCRNDLC涂层

DLC涂层主要是在电离和分解的碳或烃类物质，以通常为10-300eV的能量降落在基底表面时形成的。广东零配件低摩擦DLC涂层原理

dlc涂层的力学性能。a.硬度及弹性模量。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[10]，广州有色金属研究院用阴极电弧法制备的DLC膜比较高硬度可达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[11]。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。b.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膜比较好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，广州有色金属研究院通过采用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[12]，制备的膜导总体厚度可达5um。广东零配件低摩擦DLC涂层原理

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