DLC類金(jīn)剛石碳鍍膜是一種具有高硬度、低摩擦係數、耐磨性和化學惰性的表麵塗層技術,廣泛應用於機械、汽車、電子、醫療(liáo)器械等領域。其(qí)表麵技術處(chù)理涉及多個環節,以下(xià)是關(guān)鍵步驟(zhòu)和注意事項:
1. 基材預處理
清潔脫脂:使用超聲波清洗或化學溶劑(如丙酮、酒精)去除表麵油汙、灰塵。
表麵粗(cū)化:通過(guò)噴砂、離子轟擊或化學(xué)蝕刻提高基材(cái)表麵粗糙度,增強膜層附著力。
等離(lí)子清洗:在真空(kōng)環(huán)境中用等離子體(如氬氣)去除氧化層(céng)和殘留汙染(rǎn)物,活化表麵。
PVD(物理氣相沉積):
磁控濺射:在惰性氣體(如氬)氛圍(wéi)中轟擊石墨靶材,濺射碳原子沉積成膜。
陰極電(diàn)弧蒸發:利用電弧蒸發(fā)石墨靶材,產生高能碳離(lí)子形成致密膜層(可(kě)能需過濾電弧減少(shǎo)液滴)。
CVD(化學氣相沉積):
PECVD(等離子體增強(qiáng)化學氣(qì)相沉積):通入碳氫氣體(如甲烷、乙炔),通過等離子體分解生成DLC膜,適合複雜形(xíng)狀工件。
摻(chān)雜改性:
添加矽(Si)、鈦(Ti)、鎢(W)等(děng)元素可調整(zhěng)內應(yīng)力、摩擦性能或(huò)耐高溫性(如Si-DLC)。
3. 後處理工藝
退火處理:低溫退火(200-400°C)可減少內(nèi)應(yīng)力,提高膜層穩定性。
表麵鈍化:通過氧化(huà)或氮化處理表(biǎo)麵,進一步降低摩擦係數。
拋光處理:針對高精度部件(如光學鏡片),可采(cǎi)用機械或(huò)化學拋光降低表麵粗(cū)糙(cāo)度。
4. 關(guān)鍵性能優化(huà)
附著力提(tí)升(shēng):使(shǐ)用過渡層(céng)(如Cr、Ti、Si)緩解DLC與金屬基材的(de)熱膨(péng)脹係數差異。
控製沉積溫度(通常<200°C以避免基材變(biàn)形)。
摩擦性能調整:氫化DLC(a-C:H)適合低溫環境,非氫化DLC(ta-C)硬度更高但脆性大。
耐腐蝕性:致密的DLC膜(mó)可隔絕基材與腐蝕介質,但需避免膜層缺(quē)陷(xiàn)(如針孔)。
5. 應用領域
汽(qì)車工業:活塞環、挺杆、燃油噴射係(xì)統(減摩耐磨)。
工具模具:銑刀、衝壓模具(jù)(延長壽命)。
電子設備:手機(jī)外殼、手(shǒu)表(biǎo)表殼(防刮(guā)擦)。
醫療器械:手術刀、人(rén)工關節(生物(wù)相(xiàng)容(róng)性+耐磨)。
6. 常見問題與解(jiě)決
膜層脫落:檢查基材清潔(jié)度(dù)和過渡(dù)層設計(jì)。
內應力過高:優化沉積參數(如偏壓、氣體比例)或采用多層結構。
顏色不均:調整等離子(zǐ)體均勻性或工件旋轉速度。
7. 檢測(cè)與表征
厚度(dù)測量:台階(jiē)儀、橢偏儀。
硬(yìng)度測試:納米壓痕(hén)儀(通常15-40 GPa)。
摩擦係(xì)數:球-盤摩擦試(shì)驗機。
通過合理(lǐ)選(xuǎn)擇沉積工藝和後處理,DLC鍍膜可顯著提升(shēng)部件性能。具體方案需根(gēn)據基材類型、工況需求(如載荷、溫度)及成本綜(zōng)合設計。
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