DLC塗層(céng)自誕生以(yǐ)來就得(dé)到廣(guǎng)泛應用,可(kě)以塗覆於刀具等加工產品表麵(miàn),增強工具性能,延長使用壽命,提高(gāo)加工效率(lǜ);另外,還可以作為裝飾、防(fáng)腐材料(liào)使用,增強物品的外部美觀性,增強(qiáng)亮度與色澤。但是,在DLC塗層(céng)加工過程中,還是存在一些突出問題,例如膜基結(jié)合力差,這一點在刀具塗層上有重要體現。DLC塗層本身內應力較大並(bìng)且(qiě)和硬質合金基底熱膨脹係數不同,這都會導致膜基結合力變差或者塗層脫落。因(yīn)此,提高DLC塗層基結合力勢在必行。下(xià)麵(miàn),小編為大家(jiā)分享一下(xià)提(tí)高DLC塗層膜基結合力有哪些(xiē)方法吧。
1.機械處(chù)理
機(jī)械處理是將基材表麵進(jìn)行打磨、拋光等方法(fǎ),以改善表麵的光潔度和平整度。這種處理方(fāng)式可以增加 DLC塗層與基材之間的接觸麵積,提高結合力。同時,機械處理還可以去(qù)除表麵的氧化物和雜質減少塗層的缺陷,進一步提高結合力。
2.化學處理
化學處理是利用化學方法對基材表(biǎo)麵進行處理,以改善其(qí)表麵化學性質。常見的化學處理方法包括酸洗、堿洗等。這些處理能夠清除表麵的氧化物和汙染物,增加表麵的活性,有利於 DLC塗層的(de)附著和結合力的提高。
3.熱處理
熱處理是通過加熱基材(cái),改變其晶(jīng)體結構(gòu)和化學成分,從而(ér)影(yǐng)響DLC 塗層的(de)結合力。熱處理可(kě)以(yǐ)使基材表麵形成一(yī)層致密的氧(yǎng)化(huà)物膜,提供更(gèng)好的結合界麵。此外,熱處理還(hái)可以減(jiǎn)少塗層與基材之間的殘餘應(yīng)力,降低塗層剝離的風險(xiǎn),提高結(jié)合力。
4.離(lí)子注入
離子注入是將離子注入基(jī)材表(biǎo)麵,改變其表麵(miàn)化學成分和(hé)晶體結構從而提高 DLC 塗層的結合力。離子注入(rù)可以增加表麵的活性位點提供更多(duō)的結合點,增強(qiáng)塗層與基(jī)材的結合(hé)力。此外,離子注入還可以改善基材表麵的機械性能,提(tí)高塗層的附著力。
5、酸蝕法除鈷
通過酸與Co發生化學反(fǎn)應來除去基底(dǐ)表麵(miàn)的鈷。酸的種類、濃(nóng)度、溫度、刻蝕時間對沉積DLC膜的結合力都(dōu)有(yǒu)重要的(de)影響。單純用(yòng)酸處理硬質合金基底表麵不僅可以除鈷,並且會在基底表麵形成許多孔隙,會降低類金剛石膜的粘附(fù)性能。采用兩步法,先用Murakami溶(róng)液浸蝕WC相(xiàng),後用Caro'sacid (H2SO4+H2O2)除鈷,增加了基底的表麵(miàn)粗糙度(dù),有利於類(lèi)金剛石的(de)成核,類金剛石膜與基底的結(jié)合力(lì)大大提高。
6、添加(jiā)過渡層
在沉積DLC塗層之前,在硬質合金基底(dǐ)上沉積一層或多層過渡層,不僅可以抑製鈷的擴散,促進(jìn)DLC膜的生長,而且可以減緩膜基界(jiè)麵的應(yīng)力突變,提高(gāo)膜基結合力。常用(yòng)的過渡層有Si、TiN、TiC/Ti、CrC/Cr、CrN等。
7、表麵噴砂處理
硬質合金基體經320目白剛玉砂粒噴砂處理後,膜基結合力(lì)可達60N,比未噴砂處理(lǐ)時結合力提高了一倍。其主要原(yuán)因有:
1)經噴砂處(chù)理後的基底(dǐ)表麵(miàn)接觸角變小(xiǎo),成核熱力勢壘能(néng)也(yě)隨之減小,熱力(lì)勢壘能的減(jiǎn)小(xiǎo)有利於PVD過程中離子(zǐ)團簇的生長和形核。
2)表麵附著(zhe)強(qiáng)度較低的WC相(xiàng)被去除,且表麵粗糙度增加,有利於成核和(hé)增加(jiā)膜基結合力(lì)。
3)經噴砂處理後的硬質合金基底上沉積的DLC膜的內應力減小。
噴砂處理(lǐ),是一種工件表麵處理的工藝。采用壓縮空氣為動力,以形成高速噴射束將噴料高速噴射到需(xū)處理工件表麵,使工件表麵的外表或形狀發生變化。由(yóu)於磨料對工件表麵的衝擊和(hé)切削作用,使工件的表麵獲得一定的清(qīng)潔度和不同的粗糙度,使工件表麵的機械(xiè)性能得到改(gǎi)善,因此提高了工件的抗疲勞性,增加了它和(hé)塗層(céng)之間的附著力,延長(zhǎng)了塗膜(mó)的耐久性。
8、摻(chān)雜金屬元素
對DLC塗層進行金屬摻雜(鎢,鈦,銀,鉻(gè)等)能(néng)降低塗層的內應力,提(tí)高膜基結合(hé)力。
DLC塗層作為一種優秀的表麵(miàn)處理技術,在各個領域都有廣泛的應用。而DLC塗層的結合力是(shì)影響其使用壽命和性能的重要因素(sù)。通過合適的表麵處理技術,如機械處理、化學(xué)處(chù)理、熱處(chù)理和離子注入,能夠有效提高 DLC 塗層(céng)的結合力。這些(xiē)表麵處理技術能夠改善(shàn)基材表麵的(de)物理和(hé)化學性質,增加塗層與基材之間(jiān)的結合麵積和結合點,減少塗層的(de)缺陷和剝離風險,從(cóng)而提(tí)高 DLC 塗層(céng)的結合力和使用壽命。在實際應用中,應(yīng)根據具體情況選擇合適(shì)的表麵處理技(jì)術,以達到最佳的結合效果。
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