PVD技術在高速鋼刀具領域的成功應用引起了世界各國制造業(yè)的高度重視,人們在競相開發(fā)高性能、高可靠性涂層設備的同時,也對其應用領域的擴展尤其是在硬質合金、陶瓷類刀具中的應用進行了更加深入的研究。研究結果表明:與CVD工藝相比,PVD工藝處理溫度低,在600℃以下時對刀具材料的抗彎強度無影響;薄膜內部應力狀態(tài)為壓應力,更適于對硬質合金精密復雜刀具的涂層;PVD工藝對環(huán)境無不利影響,符合現代綠色制造的發(fā)展方向。隨著高速切削加工時代的到來,高速鋼刀具應用比例逐漸下降、硬質合金刀具和陶瓷刀具應用比例上升已成必然趨勢,因此,工業(yè)發(fā)達國家自九十年代初就開始致力于硬質合金刀具PVD涂層技術的研究,至九十年代中期取得了突破性進展,PVD涂層技術已普遍應用于硬質合金立銑刀、鉆頭、階梯鉆、油孔鉆、鉸刀、絲錐、可轉位銑刀片、異形刀具、焊接刀具等的涂層處理。DLC涂層在塑膠、沖壓、裁切等模具上有很好的應用。湛江高光潔度低摩擦涂層技術
在討論DLC涂層前有必要介紹一下PVD處理技術,并理清一個活塞環(huán)行業(yè)內存在的概念性問題。所謂PVD即英文PhysicalVaporDeposition的簡稱,意思為物理的氣相沉積,它本是鍍膜行業(yè)一種常用的鍍膜處理方法。物理的氣相沉積法(PVD)又可分為真空鍍,真空濺射和離子鍍等等,在活塞環(huán)DLC涂層上采用的濺射+離子源技術是把工件經清洗烘干等前處理后放進封閉的腔室內通過抽真空、蒸發(fā),電離或濺射等過程,比較終在工件表面形成金屬化合物過渡層和摻雜DLC涂層。金屬離子來源于靶材,PVD處理時根據不同的金屬靶材和反應氣體,會生成不同種類的涂層,如:TiN(金黃色)、ZrN(青黃色)、CrN(銀灰色)、DLC(黑色)等等。江蘇低溫涂層處理金剛石涂層刀具常用刃磨技術有哪些?
AlCrN和TiAlN在制備工藝上存在明顯差異。AlCrN是以AlN為基,并復合Cr元素所形成的復合型薄膜。在AlCrN涂層中晶體結構會隨著Cr原子的置入,使得晶格常數a增大而晶格常數c減小,并且隨著Cr含量的增加,晶體結構會由立方結構向六方結構轉變。采用陰極電弧離子鍍(AIP)制備AlCrN涂層,當Al的含量在60%-70%時,其晶體結構極易從NaCl(立方)型轉變?yōu)槔w礦(六方)型,這種轉變增加了制備工藝控制難度。常溫下CrAlN具有更高的硬度,可明顯減少磨損和摩擦;而在實際應用中AlCrN則更是表現出優(yōu)良的抗高溫氧化性能,即使溫度達到1000℃時其硬度也可保持在27GPa以上。
DLC兼具了金剛石和石墨的特性,由于含有金剛石成分,涂層硬度高,是普通鍍硬鉻環(huán)或氮化環(huán)硬度的2~3倍,具有更高的耐磨損性能,同時由于含有石墨成分,其摩擦系數極低(0.2以下),降低了環(huán)對缸套的攻擊性,在惡劣潤滑條件下提高了環(huán)的抗拉缸性能,同時對解決活塞環(huán)早期異常磨損效果明顯。同為PVD處理方式獲得,DLC涂層與CrN硬質涂層比較,其比較為突出的優(yōu)點是很大程度地降低了活塞環(huán)摩擦功耗。在發(fā)動機設計時,為了改善發(fā)動機的燃油耗,應盡可能地將燃燒能量無損地作為驅動力加以有效利用。減少發(fā)動機滑動部件摩擦可直接降低這種能量的損失,它直接關系到發(fā)動機燃油耗的改善。資料顯示活塞/活塞環(huán)部分的摩擦隨著發(fā)動機轉速的升高而增加,在發(fā)動機總摩擦損失中占40~50%,而DLC涂層活塞環(huán)可有效降低摩擦功耗。淺析DLC涂層在醫(yī)療器械的應用。
DLC在一種材料中結合了金剛石和石墨的這兩種特性,顯示出高硬度的同時摩擦系數非常低。硬度變化甚至超過15-35GPa。同時,摩擦系數可以低至≤0.15。由于這些特性,DLC涂層表面處理表現非常優(yōu)異。減少了用于加工非鐵材料的涂層工具的摩擦和磨損。DLC涂層還顯著降低了滾動軸承和滑動部件中的滑動摩擦。此外,這種材料具有生物相容性。這使得DLC適用于醫(yī)療用途,如假體層,手術器械涂層以及食品工業(yè)中使用的組件涂層。另外,由于其不導電性,它可以用于電子組件。DLC涂層在工業(yè)領域得到了越來越普遍的技術應用。海南低溫涂層
DLC涂層廠多弧鍍膜與磁控濺射法鍍膜各有優(yōu)劣。湛江高光潔度低摩擦涂層技術
DLC涂層的應用:DLC金剛石涂層以其獨特的優(yōu)點應用于對摩擦和磨損有特殊要求的場合,并受到好評。1.模壓成型領域:DLC金剛石涂層技術可用于頂桿及各種鑲件.模腔及型芯等。2.切割領域:可用于銑刀.鉆頭.硬質合金刀片等。3.引擎領域:活塞銷.閥類.活塞.頂桿等。4.半導體領域:引腳成形模具的刀口件.封裝模具的成形鑲嵌件及鑲塊等。5.金屬材料成型領域:DLC涂層可用于凹模.凸模.壓印成型.精密沖裁等。6.其他部件:齒輪.軸.凸輪.軸承及自動滾輪等部件。湛江高光潔度低摩擦涂層技術
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