DLC涂层卓越的性能和其在模具领域中的使用价值

    在模具成形零件上涂覆一层DLC涂层,可以有效提高产品的品质、减少维护时间、降低产品的生产成本。

     涂层技术是一种应用于冲切工具领域的专业技术。DLC涂层的工业化生产开始于20世纪末,与应用于模具上的硬质涂层(如TiN,TiAlN,CrN,TiCN等)相比是一种崭新的涂层技术。在半导体封装、管脚切割和成形制造过程中,高精度的模具是确保产品品质的关键。

     DLC涂层是一种由碳元素构成、在性质上和钻石类似，同时又具有石墨原子组成结构的物质。常见的制备DLC 薄膜的方法有真空蒸发 、溅射、等离子体辅助化学气相沉积、离子注入等。碳素的天然结构有两种，空间立体结构（金刚石）和平面网状结构（石墨），而两者共存的结构就是DLC，其实DLC涂层的定义是具有非晶质（amorphous）结构的碳素。所以，DLC的定义非常广泛，只要含有碳元素，而且是非晶质结构（没有固定的结构形态），那么它就是DLC，不管里面还掺杂有其它元素什么的，统统都叫DLC/DLC涂层。

   DLC涂层的制备可通过使用多种不同的PVD（物理气相沉积）和CVD（化学气相沉积）技术来实现。此过程有一个非常重要的特点，那就是这些非晶涂层在相对较低的衬底温度（<200℃）下完成沉积。

   涂层的结构与组分，以及涂覆过程所使用的工艺将决定这些涂层的属性。由于这些可实现的属性所覆盖的范围甚广，DLC涂层在很多方面均大有用武之地。

   由于兼具了很高的耐磨性和杰出的摩擦性能及抗粘附性，DLC涂层将是摩擦组件与工具表面处理过程的理想选择。

   DLC涂层拥有多种多样的特性，这也为有着功能明确的多功能表面的新产品的开发创造了条件。

   DLC涂层类金钢石膜层是一种具有摩擦系数低、耐磨性高的固体润滑膜层，该膜的润滑是由于碳以石墨的微晶结构存在于膜层中，大大的改善了摩擦和耐磨性能。常用的硬质涂层在某些特殊领域的切削场合无法得以良好地应用,这些应用包括:铝合金、铜合金、石墨、亚克力、玻璃纤维等。

   模具涂层与制造技术的快速发展，提高了模具上的准确度和功能，以实现更高的要求。例如，半导体封装，切割和成形的制作过程中，高精度的模具是为了保护产品质量。为了提高产品的产量和效益，不仅要求高精密模具，模具的表面质量应更高。所以，在半导体封装产业，精密模具要镜像的方向发展。这种模具也降低了生产成本，就很好地解决这些问题的新的涂料应用中的一个关键因素。 

  微观粒子的表面涂层的存在，涂层表面这些微观粒子会变得粗糙。因此，该涂层难以在高精密模具，镜面操作。在21世纪，一个新的DLC-DLC涂料到工业部门。因为该涂层是超高表面硬度，良好的化学稳定性和优异的表面质量，并成为各种产业领域的新宠儿。对环境中的温度低的要求，在150℃以下的一般温度，生产过程中的涂层，使得当涂层被施加到高精度的模具，不引起变形和回火等不良现象。

   DLC涂层具有独特的高硬度和低摩擦系数，并且具有极强地不与金属材料粘结的性能。

   类金刚石（镀钛）DLC涂层(diamond like carbon, 简称DLC) 是一种在微观结构上含有金刚石成分的涂层。构成DLC的元素为碳。碳原子和碳原子之间的不同结合方式，使其最终产生不同的物质：金刚石(Diamond)-碳碳以sp3健的形式结合；类金刚石(DLC)-碳碳以sp3和sp2健的形式结合；石墨(Graphite)-碳碳以sp2健的形式结合。

在确定选用何种涂层对于切削加工最为有益时，涂层的每一种特性都起着十分重要的作用。

DLC涂层优点：

摩擦系数降低，减小加工受力

提高表面硬度，大大延长模具寿命

防止产品拉毛、拉伤，提升产品质量

省去卸模、抛光再装模的烦恼，提高效率

   精密模具经真空涂层被覆后表面可拥有极低的摩擦系数，减少加工受力。模具经真空涂层被覆后表面硬度可提高5到10倍，可大幅减少表面磨耗，特别是用于高精密加工时可获得非常优异的表面质量。冷冲成形及拉伸模具经真空涂层被覆后可显著降低摩擦力，明显减少加工中产生的刮痕及磨耗。因此可增加寿命，大幅降低成本. 

    由于含有金刚石成分，DLC涂层具有很多优良的特性：高硬度-60GPa或Hv4800以上；低摩擦系数0.02；极好的膜层致密性；良好的化学稳定性以及良好的光学性能等。应用于刀具上的DLC涂层所表现出的特殊性能远超过其它硬质涂层。涂以DLC的刀具主要应用包括：石墨切削，各种有色金属（如铝合金，铜合金等）切削，非金属硬质材料（如亚克力，玻璃纤维，PCB材料）切削等。 

    DLC涂层的工业化生产开始于上世纪末和本世纪初，和普通的应用于刀具/模具上的硬质涂层（如TiN, TiAlN, CrN, TiCN等）相比是一种崭新的涂层技术。目前在世界范围内，能将这一技术很好应用的厂家也屈指可数。DLC是新一代硬质涂层技术和应用的典型代表以及发展方向。 

DLC涂层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DLC涂层产品在国民经济领域的应用越来越广泛。

DLC涂层主要具备以下几个特点：

具有很高的硬度（HV2500）,优良的耐磨性能,摩擦系数极低（低至0.06），膜层2um 厚，当基体結合力很強 

具有优良的耐蝕性，能耐各种酸等 

對金属、塑料、橡胶、陶瓷等均有良好的抗粘結和防咬合性能 

表面粗糙度低 

可在各种钢砖、鈦合金、鋁合金、硬质合金等材料上沉积

      DLC涂层的工业化生产开始于上世纪末和本世纪初，和普通的应用于刀具/模具上的硬质涂层（如TiN, TiAlN, CrN, TiCN等）相比是一种崭新的涂层技术。目前在世界范围内，能将这一技术很好应用的厂家也屈指可数。DLC是新一代硬质涂层技术和应用的典型代表以及发展方向。

     由于含有金刚石成分，DLC具有很多优良的特性：高硬度-60GPa或Hv6000以上；低摩擦系数-0.06；极好的膜层致密性；良好的化学稳定性以及良好的光学性能等。应用于刀具上的DLC涂层所表现出的特殊性能远超过其它硬质涂层。涂以DLC的刀具主要应用包括：石墨切削，各种有色金属（如铝合金，铜合金等）切削，非金属硬质材料（如亚克力，玻璃纤维，PCB材料）切削等。

     DLC涂层是属于亚稳态的材料，所以其热稳定性很好，这使它在机械行业中有了很大的生存地位。其次它的力学性能好，硬度大，弹性好，所以在很多工业刀具中它得到良好的应用。

     DLC涂层摩擦性能也是其优点，它摩擦系数很低，是一种优异的表面抗磨损改性膜5。DLC涂层还有一个特点，就是它的耐腐蚀性，DLC涂层的耐腐蚀非常好，像这类化学涂层，在应用中存在很大的可能接触一些酸性物料，所以它的耐腐蚀性使它的地位，在化学工业中，坚不可摧。

     涂层的结构与组分，以及涂覆过程所使用的工艺将决定这些涂层的属性。由于这些可实现的属性所覆盖的范围甚广，DLC涂层在很多方面均大有用武之地。

     由于兼具了很高的耐磨性和杰出的摩擦性能及抗粘附性，DLC涂层将是摩擦组件与工具表面处理过程的理想选择。

     DLC涂层拥有多种多样的特性，这也为有着功能明确的多功能表面的新产品的开发创造了条件。