PVD塗層在汽車行業的大戲是從1995年開(kāi)始(shǐ)上演的,首先在柴(chái)油高壓燃油噴(pēn)射係統上大放異(yì)彩。從此,降低磨損和減少摩擦做功就成(chéng)了PVD塗層在汽車行業中的金(jīn)字招牌。這個摩擦學塗層DLC在氣門機構零件上應用之後,摩擦功耗竟然減少了40%,真的是輕鬆(sōng)實現更好的燃(rán)油經濟(jì)性和CO2減排,汽油(yóu)發動機也(yě)可以通過應用降低磨損、減(jiǎn)少摩擦的PVD塗層(céng)來提升自身實力。不得不說,塗層真的是個神奇的(de)存在(zài),它已經成為了提高零部件性能進而(ér)增強發動機性能的不二(èr)之選!
一、無定形含(hán)氫DLC
DLC塗層(céng)有許多種(zhǒng)。開始是摻雜金(jīn)屬的(de)DLC被用在發動機部件上。Me-DLC的典型應用(yòng)是渦輪增壓柴油機燃油噴射器(qì)部件和軸承。Me-DLC塗層是(shì)用金屬或陶瓷靶(bǎ)反(fǎn)應濺射製成,硬度在(zài)1200-2000HV之間變化,幹磨標準摩擦係數通常在0.1-0.2之間。Me-DLC塗層的抗衝擊疲勞的能力特別地得到了認可,現在仍然廣泛應用在多種零件上,例如軸承、活塞環。因為不斷提高的要求特別是渦輪增壓柴油噴(pēn)射器(qì)的發展,Me-DLC塗層的耐磨損能(néng)力已不能滿足要求。很快地含氫無定型碳DLC(a-C;H)就被用來防止不斷增加的噴射壓力帶(dài)來(lái)的燃油噴射器係統的磨損。用PACVD技術(shù)生產的含(hán)氫無定型碳DLC(a-C;H)塗(tú)層硬度可(kě)達2500HV,標(biāo)準摩擦係數範圍是0.05-0.15,典型應用是在(zài)渦輪增(zēng)壓柴油燃(rán)油噴(pēn)射器部件(jiàn)、活塞銷和氣門配氣機構部件。與PACVD技術相對應的是用碳靶磁控濺射生成的更耐磨的含氫無定型碳DLC(a-C;H)塗層,硬度(dù)可以更高 (3500H) 而摩擦也更低(特別是與油混合時),缺點也同樣明顯,用(yòng)石墨靶濺射的(de)沉積速(sù)率明顯(xiǎn)低於用PACVD方法(fǎ),因此生產成本較高。
二、塗層與零部件和(hé)潤滑油緊密相關
摩(mó)擦學塗層需要進行調節(jiē)以滿足具體零(líng)件的需要。想要找到(dào)最(zuì)佳的(de)摩擦(cā)減少方案嗎?就得看具體零件、塗層和潤滑條件(jiàn)!為了給每個零件找到最合適的塗(tú)層和摩(mó)擦條件,在科學家們的努力下!一個神奇的摩擦學技術出爐,就是無氫DLC塗層(ta-C),它(tā)就像金剛石一樣結實,硬度可以達到4000-7000Hv,在有油潤滑的(de)時候摩擦係(xì)數範圍(wéi)大概在0.02-0.1之間。不過呢,它有(yǒu)點小毛病,就是表麵(miàn)粗糙度有點高(gāo),塗層應力大,而且抗熱(rè)能力有限(200℃)。所以,用完之後零件還需要進行後期處理(lǐ)哦。另外,還有一項高級技術(shù)叫做摻(chān)S的DLC塗層DLC(a-C;H-Si),它在(zài)有潤滑的條件下DLC(a-C;H-S)摩擦係數就低於PACVD塗層啦!通過調節塗層就可以達到最優水平哦,它結合了硬(yìng)度和減少(shǎo)摩擦的優點,還有更高的耐熱能力。
三、不同工件應用不同(tóng)的DLC塗層方案
汽車零件的批(pī)量生產(chǎn)使選(xuǎn)擇一個特定設備為具體零(líng)件(jiàn)製備特定塗層成為很自然的事情。由於應用於汽車零(líng)件的塗層(céng)在(zài)不同的領(lǐng)域變(biàn)化不同。DLC塗層批量(liàng)生產應用於汽車行業還不(bú)到15年,因此還有許多領域需要研究,零部件行業不斷增長的需求,很(hěn)多的需求(qiú)需要發展解決。但DLC塗層已被證明(míng)可(kě)以在未來發動機降低CO2排放開(kāi)發中扮(bàn)演(yǎn)很重要(yào)的角色。無論哪種選擇:Me.DLC,PACVD,濺DLC,Ta-C 或摻矽 DLC,最(zuì)好(hǎo)的塗層方案將(jiāng)會是(shì)經過調節適應具體(tǐ)零件及其潤滑條件需要的塗層。
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