为何类金刚石涂层突然火起来?这其中有哪些不为人知的秘密?
来源:技术支持 | 发布日期:2023-09-15

近年来,美国、日本和瑞典这些国家都炫酷地推出了金刚石涂层的丝锥、较刀、铣刀,还有那些用来加工印刷线路板小孔的金刚石涂层硬质合金钻头和各种酷炫的可转位刀片。涂层强度超高,防止涂层脱落、龟裂和裂纹这些小瑕疵。不过就是成本有点高,于是人们就发明了高级替代涂层工艺类金刚石涂层。

类金刚石涂层对有些材料(比如AlTi和它们的复合材料)的机械加工有特别的优势。通过低压气相沉积搞出来的类金刚石涂层,跟天然金刚石相比还是有很多不同的地方呢。20世纪90年代,人们常常用激活氢来帮忙低压气相沉积DLC,这种涂层里面就含有大量的氢。不过氢太多会降低涂层的结合力和硬度,还会增大内应力。而且DLC中的氢在高温下会跑出来,让涂层工作变得不稳定。不过不含氢的DLC就非常优秀,它的硬度比含氢的DLC高,组织均匀、可以大面积沉积、成本低、表面还平整,所以就成了近年来DLC涂层讨论的热点。

铝件镀DLC

有些人还提出了一个很厉害的方案,就是沉积超硬DLC涂层的设计结构为Ti-TiC-DLC梯度变化涂层,让硬度从比较软的钢基体渐渐提高到表层超硬的DLC涂层。这种复合涂层既保持了高硬度和低摩擦系数,还提高了承载力、结合力及磨损抗力。日本住友公司还推出了在硬质合金刀片上涂覆金刚石DLCDL1000涂层,用来切削铝合金和非铁金属,抗粘结效果杠杠的,能有效降低已加工表面的粗糙度。

铝件镀DLC涂层

但是经过多年的讨论表明,因为类金刚石涂层的内应力高、热稳定性差还有跟黑色金属的触媒效应让SP3结构向SP2变化这些问题,所以它目前只能应用于加工有色金属,这就有点限制了它在机加工方面的进一步应用呢。不过近年来的讨论又表明,以SP2结构为主的类金刚石涂层(也称为类石墨涂层)硬度也可以达到20~40GPa,而且它跟黑色金属不会起触媒效应的问题。这种涂层的摩擦系数超低还有很好的抗湿性,切削时不仅可以用冷却剂,还可以用于干切削哦。它的寿命比无涂层刀要高出许多倍呢,可以加工钢铁材料哦!所以这就引起了涂层公司、刀具厂家极大的兴趣和期待。相信假以时日,这种新型的类金刚石涂层一定会在切削领域得到广泛的应用和发展!

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