类金刚石镀膜—金属表面摩擦减少40%
来源:公司动态
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发布日期:2024-06-04
20世纪70年代早期,类金刚石(DLC)涂层才首次见诸报道。工业上应用这种涂层起源于汽车部件,如高压柴油喷射系统和动力传动部件。当今,具有特殊优势的各种DLC涂层已在一些领域得到应用。
DLC涂层通常由sp3与 sp2键的比值和氢含量来分类。当碳元素通过sp键结合,就会形成金刚石,通过sp2键结合,就会形成石墨。当sp3与 sp2键的比值增大时,涂层的硬度通常会增加。
DLC薄膜本身没有颜色,不具备色素显色的条件,其显色都来源于结构的不同,属于典型的结构显色。氢元素和sp2杂化碳的含量直接影响DLC薄膜颜色的鲜艳程度,薄膜显色可以归结于等距层状结构的薄膜干涉;而随着氢含量的降低和sp2杂化碳一定程度的增加,使得薄膜光吸收增加,DLC颜色变得暗淡,薄膜干涉不能完全解释,需引入非晶光子晶体显色机制。当sp3含量显著增加时,DLC薄膜最接近于透明的金刚石薄膜时,非晶光子晶体显色机制占主导作用。所以目前DLC涂层主要是呈现灰黑色。
![丝杆镀DLC涂层](/public/uploads/ckeditor/images/20240604\705bb094c2455a5385eafdd9747e5233.jpg)
在DLC涂层内加入钨(W-C:H)之类的金属(此处C为碳,H为氢),还可以加入其他元素如硅来改变涂层的摩擦系数或抗温性能。一种已用于切削刀具的复合涂层为高硬度的氮化物涂层加上较软的、具有润滑功能的顶层涂层(如W-C:H)。因为排屑的改善,这种复合涂层在攻丝和钻削应用中显示出优异的效果。
Ta-C涂层是一种无氢碳元素涂层,其sp3与sp2键的比值较高。与其他DLC涂层相比,Ta-C膜层具有更高的硬度和抗温性能,并可显著降低摩擦系数。该涂层首次应用在汽车工业的挺杆(气门顶筒)。
Ta-C涂层应用于诸如汽车顶杆零件的目的之一是为了减小摩擦,其带来的效果是改善了发动机效率、更少的燃油消耗和更低的CO2排放。对更佳燃油经济性和更少污染的推动,已将Ta-C涂层应用在切削刀具和成形工具上。