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什么是DLC涂层

Table of Contents

01 DLC的纳狮常见种类 #

DLC（DIAMOND-LIKE CARBON）类金刚石碳涂层，是一种SP3（金刚石结构）和SP2（石墨结构）或与氢、硅、氟和金属等元素杂化的人工材料。DLC是碳膜材料的统称，它具有高硬度、耐腐蚀、低摩擦、电绝缘等多种特性，其各异化的性能取决于结构键的比例和配位键元素的种类。

DLC具有部分金刚石的特性，比工业中使用的大多数金属材料都要硬。是机械设备中最常用的自润滑涂层。

  • a-C = 无氢非晶碳膜
  • a-C:H = 含氢非晶碳膜
  • ta-C = 四面体无氢非晶碳膜
  • ta-C:H = 四面体含氢非晶碳膜
  • a-C:X = 元素掺杂无氢非晶碳膜

DLC涂层结构种类

02 DLC涂层的应用和特性：Naxau Coating #

DLC可以通过调整sp3、sp2及元素掺杂，实现各种定制化功能涂层。

  • 高硬度：2000HV-6000HV
  • 低摩擦系数（0.02–0.2）
  • 高耐腐蚀性（增加厚度、增加打底层可以显著提升耐腐蚀性）
  • 对基材的附着力强
  • 耐微动性
  • 粘合耐磨性
  • 干磨损条件下的自润滑
  • 约10 ~100-6 Ω绝缘或导电，通常含氢DLC绝缘

03 DLC涂层常见应用： #

  • 铝、铝合金、粉末冶金合金加工刀具
  • 金属成型模具、橡胶模具、塑料注塑模具
  • 塑料和挤出模具，具有耐磨、耐腐蚀、良好的脱模性和抗菌性能
  • 液压部件——气缸、活塞杆、齿轮泵、导向环、顶杆
  • 阀门组件——球体、门闸、球阀、执行机构
  • 汽车零部件——曲轴、凸轮轴、齿轮、轴承、活塞环、挺杆、腕销、喷油器
  • 泵部件——叶轮、扩散器、转子
  • 机械轴封
  • 零件绝缘
  • 高端黑色外观装饰镀——表框、智能手环等穿戴设备

04 DLC涂层的制备 #

PeCVD可制备各类型DLC涂层。典型的DLC涂层的厚度为1-2微米，ta-C在0.5μm以下。这使得DLC涂层在抵抗严重磨损或腐蚀方面表现不佳。

纳狮P系列DLC 真空镀膜机多层膜和过渡层结构，可以实现10μm以上的超厚DLC复合膜，以大幅提升DLC寿命和膜的结合力。在低于250℃的镀膜温度下，PACVD可以沉积各种非导电和导电基材。纳狮PACVD镀膜设备，所沉积涂层含有大约70%的无定形sp3键，可沉积超硬的ta-C涂层。而HIPIES技术可进一步提升ta-C的涂层硬度。

纳狮 PACVD具有许多优点：

  • 无液滴，无须后期抛光
  • 可在金属、非金属、塑料、碳化硅陶瓷等多种基材上沉积
  • 在有效900mm高度内保持良好的膜厚均一性
  • 可使用气体工艺和超纯石墨靶，实现不同沉积需求
  • 双离子刻蚀技术，用于清洁、擦洗或溅射清洁产品表面，并提高涂层与基材的附着力

纳狮P系列真空镀膜机基本参数如下：

P850P1200P1600
等离子体有效尺寸[mm]D680x850D680x1200D800x1600
承重[kg]5008001200
PVD 技术CFS ® , PECVDCFS ® , PECVDCFS ® , PECVD
刻蚀技术SET®SET®SET®
阴极数量446
镀膜时间[h]10-12h10-12h10-12h
涂层硬度[hv]1200-2500 可调1200-2500 可调1200-2500 可调
粗糙度Ra[um]＜0.05＜0.05＜0.05
划痕结合力[N]＞30，＞20＞30，＞20＞30，＞20
涂层种类Cr+W-C:H+a-C:H, Cr+WC-C:H,
GLC, Al-Sn-Cu，MoS2, etc.		Cr+W-C:H+a-C:H, Cr+WC-C:H,
GLC, Al-Sn-Cu，MoS2		Cr+W-C:H+a-C:H, Cr+WC-C:H,
GLC, Al-Sn-Cu，MoS2
占地面积D*W*H (mm)4600x2300x20004600x2300x23004600x2300x2500

其它：

05 DLC磨损测试 #

根据磨损机理，选择表面更光滑或者基材更坚硬，都是减少DLC涂层磨损率的途径。的有效在高速高基础下（高硬度基材为涂层提供支持），磨损率：2.O X 10-8 mm3/N·m

06 DLC和CrN涂层冲压模具性能比较 #

DLC涂层和CrN涂层都具有在2000HV左右的高硬度。在纳狮的模具上机测试中，前100个零件测试中：

CrN+涂层没有磨损，但工件出现了磨损。局部摩擦造成模具频繁需要清洁；

DLC涂层，会产生石墨层拥有非常低的摩擦系数，CrN+和工件都没有磨损；

07 其它DLC常见问题 #

DLC, ta-C
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