刀具需要涂层吗?镀层种类这么多该如何选择?刀具镀层也是能提高刀具寿命的议题之一,而根据不同的切削方法或环境,又能分为许多不同成分,在技术也能分为化学与物理,你目前使用的涂层是正确的吗?本篇将介绍涂层技术与选用,让你更了解并选出适合的。硬质合金刀具涂层方法近半个世纪以来,为提升刀具性能刀具表面涂层技术已成为主流,镀层就像刀具的盔甲一样,具有强大的防护、耐酸、耐氧化抗磨耗等特性,能够提高刀具表面硬度与热稳定係数,并降低摩擦係数以提升切削速度,从而提高加工效率也提升刀具寿命。刀具涂层技术可分为CVD(化学)与PVD(物理)两大类:CVDCVD为化学气相沉积(chemicalvapordeposition),利用生产纯度高与效能佳的固态材料化学技术,被广泛应用在硬质合金可转为刀具的表面处理,像是半导体产业会使用此技术来成长薄膜。CVD是将反应源以气体形式通入反应腔中,经由氧化、还原与基板反应进行化学的反应,进而生成物藉由内扩散作用而沉积至基板表面上。而反应过程中也有可能会产生不同的副产品,但大多会随著气流带走,并不会留在反应腔中。DLC涂层也叫类金刚石涂层,是一种常用的刀具涂层。深圳低摩擦低温DLC涂层价格
DLC类金刚石涂层是一种在微观结构上含有金刚石成分的涂层。DLC的主要构成元素是碳,由于碳原子之间不同的结合方式,从而产生出不同的物质,比如:石墨是碳以sp2键的形式结合;金刚石是碳以sp3键的形式结合;DLC类金刚石是碳以sp3和sp2健的形式结合;其涂层结构是由碳的sp3和sp2形态混合而成的无定型组织,形成的膜层结构中sp3和sp2各自所占的百分比直接影响涂层性能的好坏,如果sp3所占的比率越高,膜层性能就越接近天然金刚石,如果sp3所占的比率越高,膜层性能就越接近天然金刚石,显微硬度就会越高;sp2所占的比率越高,膜层的自润滑性能就越好,摩擦因数越小,但是显微硬度会降低,其与金属之间的摩擦因数的范围通常是0.05~0.2左右,通过设定生产流程中的工艺参数和选择不同的靶材,可以控制成形膜层的属性来满足不同场合的需求。深圳低摩擦低温DLC涂层价格浅析DLC类金刚石涂层结构特性是怎样及其制备方法?
涂层刀具是利用气相沉积方法在强度高的硬质合金或高速钢基体表面涂覆几个微米的高硬度、高耐磨性的难熔金属或非金属化合物涂层而获得的。常用的涂层材料包括:金刚石、DLC、TiN、TiC、CrN、TiAIN、Al2O3、TiB2等。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。手机外壳、手表、五金卫浴等也普遍使用DLC涂层。
应用于活塞环上的DLC主要采用磁控溅射技术和离子束技术多层复合沉积而成。等离子体源在相应的电源和反应气体的共同作用下,将原材料变成大量微观带电的等离子体。这些提供涂层主要成分的等离子体随着镀膜设备内产生的电磁场的分布,有规律地做定向运动,Z终在需要沉积的工件位置,逐渐形成宏观可见的、具有一定厚度的涂层。其中,磁控溅射技术沉积速率高,稳定性高,均匀性好,结合力强,需要沉积的材料只要制作成相应的块状靶材即可安装在靶座上;在涂层沉积过程中,该技术负责沉积与基材接触的底层以及介于底层和Z外层的功能层之间的过渡层。离子束技术主要用来沉积功能层,含碳的反应气体在离子束源产生的强电场作用下被电离成等离子体并沉积到上述过渡层上。因为是气体作为碳元素的来源,所以沉积出的涂层结构更为致密,表面更为光滑和黑亮。过渡层的存在能够有效地提高纳米硬度范围,从而能够实现功能层厚度的增加,并且可以有效缓冲后功能层带来的巨大应力,提高复合薄膜与基材的结合力。同时,由于过渡层的表面微观结构良好,不会破坏DLC自身的粗糙度,从而保证复合涂层具有较低的摩擦系数DLC涂层目前可以通过很多种技术获得,但市面上常用的方法分别是磁控溅射、离子束和电弧技术。
DLC涂层的应用方向有哪些?(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。在缝纫机配件-旋梭上镀DLC膜替代原来的电镀硬铬处理,不但避免了污染环境的问题,而且,明显提高工件表面硬度及耐磨性,使用寿命提高了10倍以上,同时,也因表面膜层摩擦系数降低后,使机器运行过程中产生的噪音变小。(6)其它应用DLC膜在工模具上的应用其它例子非常多,如:粉末冶金成型模具、塑胶成型模具、引线框弯曲模具、玻璃片成型模具、镁合金加工模具、在轴承等。此外,DLC涂层非常有弹性,能可逆地吸收形变应力。深圳低温DLC涂层
DLC涂层刀具可以减少切削液污染,降低生产成本。深圳低摩擦低温DLC涂层价格
DLC涂层耐磨性能高。DLC膜不仅具有优异的耐磨性,而且具有很低的摩擦系数,一般低于0.2,是一种优异的表面抗磨损改性膜。DLC的摩擦系数随制备工艺的不同和膜中成分的变化而变化,其摩擦系数可达0.005。掺杂金属元素可能降低其摩擦系数,但加入H能提高润滑作用,环境也对摩擦系数有一定的影响。但总的来说,DLC膜与传统的硬质薄膜(如上述的TiN、TiC、TiAlN等)相比,在摩擦系数方面具有明显优势,这些传统硬质薄膜的摩擦系数都在0.4以上。因此,DLC膜有可能在许多摩擦学领域替代这些传统硬膜。制备的掺金属DLC膜具有良好的抗摩擦磨损性能及低达0.13-0.15的摩擦系数。深圳低摩擦低温DLC涂层价格
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