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DLC超硬涂層技術(shù)分析
發(fā)布時(shí)間:2015-01-08 瀏覽:5133 次

  類金剛石涂層在對某些材料(Al、Ti及其復(fù)合材料)的機(jī)械加工方面具有明顯優(yōu)勢。通過低壓氣相沉積的類金剛石涂層,其微觀結(jié)構(gòu)與天然金剛石相比仍有較大差異。

  九十年代,常采用激活氫存在下的低壓氣相沉積DLC涂層,涂層中含有大量氫。含氫過多將降低涂層的結(jié)合力和硬度,增大內(nèi)應(yīng)力。

  DLC涂層中的氫在較高的溫度下會慢慢釋放出來,引起涂層工作不穩(wěn)定。不含氫的DLC硬度比含氫的DLC高,具有組織均勻、可大面積沉積、成本低、表面平整等優(yōu)點(diǎn),已成為近年來DLC涂層研究的熱點(diǎn)。

  美國科學(xué)家A.A.Voevodin提出沉積超硬DLC涂層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為Ti-TiC-DLC梯度轉(zhuǎn)變涂層,使硬度由較軟的鋼基體逐漸提高到表層超硬的DLC涂層。這類復(fù)合涂層既保持了高硬度和低摩擦系數(shù),又降低了脆性,提高了承載力、結(jié)合力及磨損抗力。

  日本住友公司推出了在硬質(zhì)合金刀片上涂覆金剛石DLC的DL1000涂層,用于切削鋁合金和非鐵金屬,抗粘結(jié),能有效降低已加工表面的粗糙度。

  經(jīng)過多年的研究表明:由于類金剛石涂層的內(nèi)應(yīng)力高、熱穩(wěn)定性差及與黑色金屬間的觸媒效應(yīng)使SP3結(jié)構(gòu)向SP2轉(zhuǎn)變等缺點(diǎn),決定了它目前只能應(yīng)用于加工有色金屬,因而限制了它在機(jī)加工方面的進(jìn)一步應(yīng)用。

  但是近年來的研究表明,以SP2結(jié)構(gòu)為主的類金剛石涂層(也稱為類石墨涂層)硬度也可達(dá)到20~40GPa,卻不存在與黑色金屬起觸媒效應(yīng)的問題,其摩擦系數(shù)很低又有很好的抗?jié)裥?,切削時(shí)可以用冷卻劑也可用于干切削,其壽命比無涂層刀有成倍的提高,可以加工鋼鐵材料,因而引起了涂層公司、刀具廠家的極大興趣。

  相信不久后,這種新型的類金剛石涂層將會在切削領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

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