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DLC超硬涂层技术分析
发布时间:2015-01-08 浏览:3605 次

  类金刚石涂层在对某些材料(Al、Ti及其复合材料)的机械加工方面具有明显优势。通过低压气相沉积的类金刚石涂层,其微观结构与天然金刚石相比仍有较大差异。

  九十年代,常采用激活氢存在下的低压气相沉积DLC涂层,涂层中含有大量氢。含氢过多将降低涂层的结合力和硬度,增大内应力。

  DLC涂层中的氢在较高的温度下会慢慢释放出来,引起涂层工作不稳定。不含氢的DLC硬度比含氢的DLC高,具有组织均匀、可大面积沉积、成本低、表面平整等优点,已成为近年来DLC涂层研究的热点。

  美国科学家A.A.Voevodin提出沉积超硬DLC涂层的结构设计为Ti-TiC-DLC梯度转变涂层,使硬度由较软的钢基体逐渐提高到表层超硬的DLC涂层。这类复合涂层既保持了高硬度和低摩擦系数,又降低了脆性,提高了承载力、结合力及磨损抗力。

  日本住友公司推出了在硬质合金刀片上涂覆金刚石DLC的DL1000涂层,用于切削铝合金和非铁金属,抗粘结,能有效降低已加工表面的粗糙度。

  经过多年的研究表明:由于类金刚石涂层的内应力高、热稳定性差及与黑色金属间的触媒效应使SP3结构向SP2转变等缺点,决定了它目前只能应用于加工有色金属,因而限制了它在机加工方面的进一步应用。

  但是近年来的研究表明,以SP2结构为主的类金刚石涂层(也称为类石墨涂层)硬度也可达到20~40GPa,却不存在与黑色金属起触媒效应的问题,其摩擦系数很低又有很好的抗湿性,切削时可以用冷却剂也可用于干切削,其寿命比无涂层刀有成倍的提高,可以加工钢铁材料,因而引起了涂层公司、刀具厂家的极大兴趣。

  相信不久后,这种新型的类金刚石涂层将会在切削领域得到广泛的应用。

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