Износостойкие покрытия из аморфного углерода с частично алмазоподобной структурой (DLC)
Износостойкие покрытия, состоящие из аморфного углерода с частично алмазоподобной структурой, обозначаются аббревиатурой DLC (Diamond-Like Carbon). В некоторых случаях такие покрытия могут содержать металлические добавки, например, покрытие из аморфного углерода и карбида вольфрама, которое обозначается как Me-DLC и характеризуется прочностью, зависящей от содержания карбида вольфрама.
Технология нанесения покрытий
Процесс физического осаждения из паровой фазы (PVD, Physical Vapor Deposition) включает испарение металлических частиц в вакууме под воздействием электрического поля, что приводит к их осаждению на поверхности и формированию прочного покрытия. Метод химического осаждения из газовой фазы (CVD, Chemical Vapor Deposition) предполагает получение покрытия из газа, содержащего углерод.
Классификация DLC-покрытий
DLC-покрытия классифицируются в зависимости от состава и технологии производства. Они могут содержать водород или быть без него, а также могут быть получены из графита или специальных газовых смесей. В состав покрытий могут входить различные металлы. Все DLC-покрытия обладают высокой твердостью и низким коэффициентом трения, однако их свойства могут варьироваться в зависимости от состава и метода нанесения.
Основные виды DLC-покрытий
-
Покрытия типа a-C:H:W, также известные как BALINIT®C, состоят из карбида вольфрама и углерода. Они наносятся путем испарения частиц карбида вольфрама с использованием газа ацетилена. Эти покрытия характеризуются высокой твердостью (1000-1500 HV) и низким коэффициентом трения (0,1). Они эффективно сглаживают поверхности и обладают хорошими приработочными характеристиками.
-
Покрытия типа a-C:H, содержащие углерод с алмазными связями и небольшое количество водорода, создаются с использованием плазменных технологий. Эти покрытия обладают высокой твердостью (до 2500 HV) и низким коэффициентом трения (0,1). Однако их приработка может занимать больше времени по сравнению с покрытиями типа a-C:H:W.
-
Покрытия типа ta-C характеризуются высокой долей алмазных связей и отсутствием водорода. Они наносятся с помощью дугового процесса, при котором на поверхности формируются микроскопические дуги. Такие покрытия обладают чрезвычайно высокой твердостью (до 5000 HV) и находят применение в областях, требующих высокой износостойкости.
Области применения DLC-покрытий
-
Покрытия типа a-C:H:W (BALINIT®C) широко используются в подшипниках, зубчатых передачах и дифференциалах, где они способствуют снижению износа и увеличению срока службы компонентов. Например, они применяются для нанесения на ролики подшипников ветрогенераторов.
-
Покрытия типа a-C:H (BALINIT®DLC) являются основным выбором для автомобильной промышленности, где они используются в топливных системах дизельных двигателей и насосах, снижая трение и увеличивая ресурс деталей.
-
Покрытия типа ta-C применяются в производстве режущих инструментов и оборудования для добычи нефти. Однако их использование в топливной аппаратуре ограничено из-за высокой твердости, что может привести к нежелательным последствиям.
Заключение
DLC-покрытия продолжают развиваться и находят широкое применение в различных отраслях промышленности. Российские технологии, такие как BALINIT®C, демонстрируют высокую эффективность и способствуют созданию высококачественных изделий.
