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DLC涂层具有优异的抗粘刀性能和高润滑性能
发布时间:2017-02-20 浏览:


DLC涂层具有优异的抗粘刀性能和高润滑性能


   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涂层针对刀具上的不同应用所开发的DLC系列涂层适合于诸如钻头,铣刀,丝锥,刀片和各种成形刀的具体应用。

   在铝合金切削应用上,由于铝的材料粘性,会很快在刀具切削面形成材料黏着现象,从而导致被加工面加工品质下降。而对于刀具本身,由于被切削金属在其表面的积聚,温度急剧升高,终极导致刀具很快失效。对比试验表明:模具DLC涂层的刀片在很大程度上解决了铝材的黏着题目,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进步。此外,由于DLC涂层刀具具有以上特性,用户还可以进步加工速度,从而使加工效率大幅进步(约25%~40%左右)。模具DLC涂层在刀具上的成功应用为铝合金加工行业,尤其是汽车制造行业,提供了一个良好的解决方案。

    应用结果也体现在亚克力材料的的切削表现之中。亚克力等非金属材料具有硬度高,熔点较金属材料低的特点。不涂层(或涂以其它硬质涂层,如TiN,TiAlN等)的刀具在切削过程中由于加工温度是材料削发生熔融或半熔而导致排削不畅现象,终极致使刀具实效,被加工材料表面质量无法达到要求等品质缺陷。涂以DLC的亚克力切削刀具则可以很好解决以上的题目。DLC涂层不但具有高硬度(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,从而使刀具均匀使用寿命进步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。

    石墨加工不同于其它金属材料的加工。由于石墨材料硬度高,加工后所产生的粉层具有很强的磨损性能,所以市场上常用的硬质涂层无一可以解决这一困难。其主要原因包括:普通涂层(如TiAlN,TiN等)的摩擦系数较高,在加工过程中产生的热量是刀具很快失效。其次,涂层会和石墨本身的碳起化学反应,天生碳化物,破坏涂层材料结构,使其失效。实际使用数据表明,DLC的硬质合金铣刀,其使用寿命可进步4倍,这一特性在直径小于10毫米的道具上尤为突出。

   随着刀具模具DLC涂层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。

      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。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。

      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。

在这个到处都充满机械化的时代里,DLC涂层的发展前景显而易见,我们就结合DLC涂层的几个特点进行分析。

首先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。

我们从以上的特点,可以很肯定的说,DLC涂层发展史不可估量,它拥有极大空间,市场。并且同时也存在这更多潜在的市场,等着我们去开发应用。

       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。


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