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DLC涂层采用不同的沉积技术可以获得不同的涂层特性
在刀具的加工制造中,涂层的选择是一个至关重要的因素。DLC涂层有着硬度强,吸附力强,表面光洁等特性,是刀具行业的重要涂层。如在加工铝制刀具时,涂层强力的吸附性不仅可以延长刀具的使用寿命而且还能提高生产效率。
DLC涂层的摩擦系数低,不易与工件粘连。采用不同的沉积技术,可以获得不同的涂层特性。
涂层刀具表面耐磨性强、硬度高、化学性能稳定、抗氧化性强、耐高温,摩擦系数小等特性,在生产工艺制作寿命是刀具没有涂层效果的3-5倍,极大的生产速度以及精度。
DLC涂层非常适合应用在刀片,锯片,钻头,非铁族金属和塑料的刀具上。不仅提高刀具表面的韧性强度,降低刀具破损和崩坏的几率,还可以扩大其应用范围。
DLC涂层就是降低成本,还能够提高效率,由于模具的寿命延长,从而降低了成本并减少停机时间。可能你觉得这些功能有些夸张,但是你想想一套精准的模具现在有多值钱,从新购买需要耗费多少时间,为此才诞生了新的行业,这都是时代发展所带来的,新的分工合作只为了工作的效率。
类金刚石涂层(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类金刚石
典型应用
1.精密模具:注塑成型模具、冲压模具、光学级模具、光盘模具、玻璃成型模具、铝或镁合金加工模具、粉末治金成型模具、半导体模具、翻边模具。
2.切削刀具:钻头、铣刀等加工有色金属(铝、镁、铜及其合金)和PCB等材料的刀刃具
3.精密机械:精密轴承、纺织设备部件如筘片、钢领等部件,无油缝纫机部件、压缩机叶片、压缩机滑片、泵、齿轮、螺杆、金属或碳化硅密封圈,各类标准件等易磨损或需要自润滑的部件
4.量具:卡尺、卡规、量规、螺丝规等
5.医疗器具:手术刀、手术剪、心脏瓣膜、血管支架等医疗用具
6.汽车工业:燃料喷射系统(气门挺杆、柱塞、滚轮座、滚轮销、控制活塞、油针,针阀等),动力传动系统(齿轮、轴承、凸轮轴),活塞部件(活塞环、活塞销),门锁系统(门扣),内饰等
7.娱乐健身:扬声器振膜,移动硬盘、光盘、高尔夫球具、自行车、剃须刀片等
8.光学镀膜:红外线增透、减反射膜、反光膜、镜片保护膜等
9.装饰镀膜:手机外壳、手表外壳、室内外五金用品、饰品、厨房五金、卫浴五金
10.航空航天:整流罩、太阳能电池镀膜等
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DLC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.
用于DLC涂层的刀具、模具资料有必要是抱负的好资料,不能停留在合格的水平上。俗话说好钢要用在刀刃上。当前工模资料商场不标准,鱼龙混杂,假冒伪劣猖狂,有点像58年大炼钢铁的滋味。在选材、用材时应加强查看,把好各道关卡,不然后悔莫及。
由于含有金刚石成分,模具DLC涂层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。
模具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。
模具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。
厚度为1~1.5μm 2、抗氧化温度为800℃
摩擦系数大约为0.06~0.10 4、表面硬度达2200~3800HV 5、膜层颜色为黑色
1)具有很高的硬度,优良的耐磨性能。
2)摩擦系数低,与基体结合力强,膜层涂覆均匀。
3)具有优异的耐蚀性,能耐各种酸、碱等腐蚀;环保无毒。 4)对金属、塑料、橡胶等脱模效果极佳。
该种涂层主要应用在在铝合金切削在DLC涂层的刀片在很大程度上解决了铝材的黏着问题,确保被加工件加工面始终保持较高的品质,刀具寿命也得以大幅提高。
DLC不但具有高硬度(Hv3500),还具有极低的摩擦系数(~0.08),使刀具在切削过程中很大程度上降低了由于摩擦产生的热量,增强了排削性能,从而使刀具平均使用寿命提高3倍,被加工亚克力表面质量远好于不涂层或其它涂层刀具。
随着DLC涂层刀具的应用市场逐渐扩大以及涂层面对不同应用的各种DLC细分工艺的开发,这以新兴涂层将在不久的将来为更多的用户和行业所采用。
模具刀具涂层的工作条件需要满足模具的要求
1、耐磨性
变异性在空白塑胶模腔,沿着两个腔体表面流再次滑动,从而使模腔表面,并产生强烈的摩擦之间的空白,从而导致模具因磨损而失效。所以耐磨性是最基础的模具,其中最重要的性质之一。影响耐磨耗性的硬度的主要因素。一般而言,较高的模具件的硬度,较小的磨损量,更好的耐磨损性。另外,耐磨损性也与类型,数量,形状,材料的尺寸和分布相关的碳化物。
2、强度和韧性
模具刀具大多非常恶劣的工作条件下,有些常承受较大的冲击载荷,从而导致脆性断裂。为了防止模具部件突然脆裂在工作中,模具应具有高的强度和韧性。模具的韧性取决于材料,晶粒尺寸的状态和组织中的碳含量。
3、疲劳断裂性能
模具刀具的工作,在循环应力的长期效果往往导致疲劳断裂。有在多次冲击疲劳断裂,拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂的形式很少的能量。模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度,韧性,硬度,以及材料夹杂物的含量。
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