加工铝合金用类金刚石(DLC)碳涂层提升的性能效果
来源:技术支持 | 发布日期:2024-01-22

类金刚石碳(DLC)涂层的重要成分为碳,是一种兼有高硬度和优异摩擦性能的非晶体硬质薄膜。由于其优异的摩擦性能,在工业上得到广泛应用。特别在无润滑剂情况下,摩擦系数也很低(=0.005~0.2)因此被广泛应用于冷热水混合旋塞用单手柄等滑动部件。

DLC涂层不仅摩擦系数小,而且抗粘附性好,硬度高,耐性优良,对其在切削刀具中的应用非常广泛

 

1、DLC涂层的机械性能

DLC涂层特别平滑,其表面粗糙度与涂覆前的基体表面粗糙度均为Ra0.01m,最大高度粗糙度为0.27m。为了与加工铝合金用CVD金刚石涂层比较,对涂层表面进行了SEM观测。观测结果表明:CVD金刚石涂层有金刚石结晶形态引进的突起,表面粗糙度Ra0.53mRy5.74m,DLC涂层则重非晶质结构表面特别光滑。DLC涂层的克氏硬度为30GPa

 

2DLC涂层的滑动特性

由滑动试验测定的摩擦系数(为试验即将结束之前的数值)和试片侧粘附铝合金量(用表面粗糙度仪对滑动痕迹横截面进行测定)测定结果可以看出,非DIC涂层试片均显现了销材质铝合金的粘附、咬合,摩擦系数达0.8以上,而DLC涂层试片摩擦系数却只有0.1,其表面也未发觉铝合金粘附。所以可见DLC涂层对铝合金的摩擦系数特别小,具有优异的抗粘附性。

dlc涂层

 

3、DLC涂层的润滑效果

分别假定硬质合金刀具前面摩擦系数=0.8DLC涂层刀具=0.1时,在上述条件加工0.67ms后的切屑形状与温度分布情况表明:前刀面摩擦系数小时,其排屑速度增大,因此,剪切角变大,切屑厚度减小,同时卷曲半径也随之缩小。摩擦系数大时,切屑不易发生卷曲。最高切削温度显现在=0.8时,该时段刀具与切屑的接触区温度达到610;=0.1时,则为 470K。摩擦系数小,摩擦热的产生受到抑制,最高温度也下降140K,摩擦距离(刀具与切屑接触长度)也削减。摩擦系数从0.8下降到0.1,切削力大约削减2/3。由此可见,采纳前刀面摩擦系数小的刀具,可收到良好的润滑效果,切削温度和切削力均大幅度下降。

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