铝件模具是指用于各种铝件材料做成的模具,主要用来制造铝件工件。但是,在制造铝件模具过程中,铝件模具容易因流动阻力产生粘附金属屑、脱模力增大、服役寿命降低等问题,进而影响模具性能,导致制造的模具产品质量差。为此,我们需要在其表面涂覆耐磨涂层以增强模具耐磨性能,而DLC涂层的摩擦性能较好,可以有效防止模具磨损。下面,小编为大家详细介绍一下DLC涂层用于铝件模具有哪些优势吧。
一、DLC涂层表面形貌平整
DLC涂层表面形貌非常光滑平整,颗粒直径介于500~700nm,由致密分布的纳米圆形颗粒组成,具有良好的均匀性。因此DLC涂层的摩擦性能优异。
表面形貌是影响摩擦学性能的关键因素,同时也是评价涂层磨损状况的重要指标。表面粗糙度可定量表征表面微观形貌。
二、DLC涂层力学性能良好
DLC涂层的力学性能包括纳米硬度和弹性模量。纳米硬度直接决定DLC涂层的摩擦磨损性能。DLC涂层的纳米硬度特性由sp3/sp2的比值决定,sp3/sp2的比值越大, DLC涂层的纳米硬度与弹性模量越高。
因为DLC涂层sp3/sp2比值较大,所以涂层具有较高的硬度和弹性模量。DLC涂层优异的纳米硬度和弹性模量,能够更有效地承载,使涂层变形减小,从而使DLC涂层与摩擦副的接触面积变小,能够有效减小摩擦系数,进而使铝件模具质量和服役寿命得到延长。
三、DLC涂层摩擦性能优异
根据相关研究,在轮胎模具表面镀上一层DLC涂层后,可以有效降低摩擦系数,提高了摩擦性能,起到减摩抗磨的作用。因此,DLC涂层可大大延长轮胎模具的服役寿命并显著提高铝件模具质量。
四、DLC涂层抗磨效果出色
DLC涂层磨损后磨痕不明显,平整度仍较好,显示出DLC涂层极好的耐磨减摩性能。
摩擦磨损试验后的DLC涂层比基体表面平整光滑,表面粗糙度小,表明经离子轰击处理后,基体材料表面摩擦学性能得到明显改善。载荷、转数、温度对DLC涂层摩擦磨损影响显著。
磨损阶段,DLC涂层主要表现为DLC与金属屑的粘着磨损。转数为30 r/min时,磨痕表面部分粘附有微米级的磨屑。在140℃高温磨损过程中,DLC涂层表面首先发生解吸附使涂层的表面能增大,导致DLC涂层对橡胶表面更易发生粘着,粘着磨损加剧且摩擦力增大;DLC涂层在高温下发生石墨化,导致摩擦系数下降。在420N载荷下,解吸附和石墨化两方面的复合效应导致DLC涂层的摩擦系数减小。
此外,DLC极好的摩擦学性能还取决于PECVD法制备工艺以及涂层为非晶态碳膜,纳米硬度高,膜基结合力大等原因。
五、良好的硬度
dlc涂层的硬度类似于天然钻石,通常在1500至3000 HV(Vickers硬度)之间,甚至更高。这使得dlc涂层具有出色的耐磨性能,能够有效抵抗划痕和磨损,提高材料的耐久性和使用寿命。
六、优良的润滑性能
dlc涂层具有低摩擦系数和良好的自润滑性能。它能够减少摩擦和磨损,降低能量损耗和摩擦热,从而提高机械系统的效率和运行平稳性。
七、高化学稳定性
dlc涂层具有良好的化学稳定性,对许多化学物质具有较高的耐腐蚀性。它能够防止涂层与环境中的化学物质发生反应和腐蚀,保护基材表面免受损坏。
八、良好的抗划伤性能
dlc涂层具有较强的抗划伤性能,能够有效保护基材表面免受划痕和刮擦。这对于一些高要求的应用领域,如工具和高精度机械零件,尤为重要。
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