Efallai eich bod wedi ei weld ar achos oriawr pen uchel, wedi'i defnyddio ar binnau piston mewn injan car, neu hyd yn oed wedi pasio drwyddo ar eich torrwr melino ar gyfer torri aloion alwminiwm. Mae'n gwbl ddu, mae ganddo deimlad llyfn, ond eto mae'n rhyfeddol o galed.
Beth yn union yw DLC? Gan fod y ddau ohonyn nhw'n ddu, beth yw'r gwahaniaeth rhwng fersiynau di-hydrogen a-rhydd o hydrogen? Pam mae ei gyfernod ffrithiant yn gwrthdroi'n hudol pan fydd yr amgylchedd yn newid?
Un, Beth yw DLC? "Schizophrenia" Carbon
Ystyr DLC yw Diamond-Fel Carbon. Mae'r cyfieithiad yn syml: carbon sydd fel diemwnt.
Pam mae'n cael ei ddisgrifio fel "fel" diemwnt, yn hytrach na diemwnt?
Oherwydd bod carbon yn elfen "dwy-ochrog".
Pan fydd atomau carbon wedi'u pacio'n dynn gyda'i gilydd (bondiau sp3), diemwnt yw'r sylwedd anoddaf ei natur.
Pan fydd atomau carbon wedi'u pentyrru'n rhydd (bondiau sp2), mae'n graffit, sy'n feddal ac yn llithrig.
Yr hyn sy'n ddiddorol am haenau DLC yw eu strwythur amorffaidd. Nid oes ganddynt siâp crisialog sefydlog; yn lle hynny, maen nhw'n hodgepodge-yn cynnwys bondiau diemwnt caled (sp3) a bondiau graffit llithrig (sp2).
Yn fyr: Mae DLC yn cyfuno'n rymus "caledwch" diemwnt â "llithroni" graffit. Po uchaf yw'r cynnwys sp3, y anoddaf ydyw; po uchaf yw'r cynnwys sp2, yr isaf yw'r cyfernod ffrithiant.
Dau, Teulu DLC: Sawl math sydd yna?
Er eu bod i gyd yn ymddangos yn ddu, mae arbenigwyr yn gwahaniaethu DLCs i wahanol raddau. Ar hyn o bryd, mae'r dosbarthiad mwyaf prif ffrwd yn y diwydiant yn canolbwyntio'n bennaf ar a ydynt yn cynnwys hydrogen ai peidio.
1. Hydrogen-yn cynnwys DLC (a-C:H) – Clasur "all-rounder"
Ar hyn o bryd dyma'r math mwyaf cyffredin o DLC ar y farchnad. Fe'i cynhyrchir fel arfer gan ddefnyddio CVD (Dadodiad Anwedd Cemegol) neu sputtering magnetron gyda nwyon hydrocarbon (fel asetylen neu fethan).
Nodweddion: Caledwch cymedrol (1000 ~ 2500 HV), cyfernod ffrithiant isel iawn, a chaledwch da.
Anfanteision: Oherwydd presenoldeb atomau hydrogen, mae ganddo wrthwynebiad tymheredd gwael. Uwchlaw 300 gradd -400 gradd, bydd yr atomau hydrogen yn dianc, gan achosi'r cotio i graffiteiddio a hyd yn oed fethu.
Cymwysiadau: Rhannau modurol, Bearings, a haenau addurniadol cyffredinol.
2. Hydrogen-DLC am ddim (ta-C) – Y Gwir "Anodd Cnau i'w Cracio"
Mae'r cotio hwn fel arfer yn cael ei baratoi gan ddefnyddio weldio arc cathodig wedi'i hidlo (FCVA) neu dechnoleg HiPIMS, gan ddibynnu'n llwyr ar beledu targed carbon heb gyflwyno nwyon hydrocarbon.
Nodweddion: Cynnwys bond sp3 hynod o uchel (hyd yn oed yn fwy na 80%), caledwch anhygoel o uchel (3000-8000 HV, yn agosáu at ddiemwnt naturiol). Arwyneb llyfn iawn (os caiff ei wneud gan ddefnyddio FCVA).
Anfanteision: Straen mewnol eithriadol o uchel; mae'r haen ffilm fel gwanwyn wedi'i hymestyn yn dynn, ac os caiff ei wneud yn rhy drwchus, mae'n dueddol o dorri'n ddigymell (pilio). Fel arfer mae angen cynllun haen pontio cymhleth.
Cymwysiadau: Offer torri metel anfferrus (ee, torri alwminiwm, torri copr, atal glynu offer), cylchoedd piston, haenau amddiffynnol gyriant caled.
3. Metel-DLC Doped (Fi-DLC) – "Blender" Clyfar
Er mwyn lleihau straen mewnol neu gynyddu caledwch, rydym yn ymgorffori metelau fel twngsten (W) a thitaniwm (Ti) yn DLC.
W-DLC (Twngsten Carbide): Gorchudd gwrth-blinder nodweddiadol. Er bod y caledwch yn lleihau, mae'r caledwch a'r adlyniad yn cynyddu. Fe'i defnyddir yn aml ar gerau ac mae'n un o'r mathau anoddach o "haenau meddal" yr ydym yn aml yn siarad amdanynt.
Tri, "Paradodocs Amgylcheddol" Cyfernod Ffrithiant: Sych neu Wlyb?
Dyma'r pwynt mwyaf hanfodol yn yr erthygl hon, a hefyd lle mae llawer o ddefnyddwyr newydd yn baglu'n hawdd.
Mae pawb yn gwybod bod gan DLC gyfernod ffrithiant isel (0.1 neu hyd yn oed yn is), ond mae mecanwaith iro DLC yn hynod sensitif i leithder amgylcheddol!
Mae hon yn ffenomen wrthreddfol. Cofiwch y gymhariaeth ganlynol:
1. Mewn amgylchedd atmosfferig (gyda lleithder, fel yn yr aer):
Hydrogen-yn cynnwys DLC (a-C:H): Yn perfformio'n sefydlog gyda chyfernod ffrithiant isel.
Hydrogen-DLC rhad ac am ddim (ta-C): Perfformio'n arbennig o dda. Mae moleciwlau dŵr yn arsugno ar yr arwyneb ta-C, gan oddef bondiau hongian atomau carbon a ffurfio ffilm ddŵr denau iawn sydd wedi'i arsugno'n gorfforol. Yn yr achos hwn, gall y cyfernod ffrithiant fod mor isel â 0.05.
2. Mewn amgylcheddau gwactod neu nwyon hynod o sych (fel gofod neu amddiffyniad nitrogen purdeb uchel):
Hydrogen-yn cynnwys DLC (a-C:H): Rhyfeddol! Mewn gwactod, mae atomau hydrogen yn mudo o du mewn y cotio i'r wyneb, gan weithredu fel iraid hunan, gan leihau'r cyfernod ffrithiant i lai na 0.01 (cyflwr iro super-).
Hydrogen-DLC rhad ac am ddim (ta-C): Trychineb! Yn absenoldeb moleciwlau dŵr ac ocsigen, mae'r bondiau carbon wedi'u torri (bondiau crog) ar yr wyneb ta-C yn gweithredu fel bachau bach, gan eu gwneud yn agored iawn i draul gludiog. Gall y cyfernod ffrithiant esgyn i 0.5 neu hyd yn oed yn uwch, gan arwain at atafaeliad llwyr o bosibl.
Goblygiadau Cais
Os ydych yn gweithio ar gydrannau pwmp gwactod neu fecanweithiau llong ofod, peidiwch byth â defnyddio hydrogen-free ta-C yn ddiwahân; hydrogen-sy'n cynnwys DLC yw'r brenin.
Os ydych yn gwneud offer torri mewn amgylchedd hylif torri neu fowldiau mewn aer llaith, bydd ymwrthedd traul a ffrithiant isel hydrogen-free ta-C yn eich synnu.
Pedwar, Crynodeb: Sut i Ddewis y DLC Cywir?
Nid gorchudd sengl yw DLC, ond teulu o haenau.
Consider hardness requirements: For cutting aluminum alloys and graphite electrodes, extremely high hardness and wear resistance are required ->Dewiswch hydrogen-ta-C am ddim.
Consider temperature requirements: For operating environments exceeding 350℃ ->Defnyddiwch hydrogen-sy'n cynnwys DLC yn ofalus; ystyried cyfresi di-silicon({1}}doped neu hydrogen{{2}).
Consider environmental conditions: Vacuum environment -> Hydrogen-containing DLC is a must; Atmospheric environment ->Mae'r ddau yn dderbyniol, ond mae ta{0}}C yn gallu gwrthsefyll traul yn well.
Ystyriwch liw: Er bod y ddau yn ddu, mae ta-C fel arfer yn ddu sgleiniog (oherwydd ei orffeniad arwyneb uchel), tra gall magnetron hydrogen cyffredin-sy'n cynnwys DLC fod yn fwy llwydaidd-du neu ddu matte.
Nid oes cotio gorau mewn technoleg PVD, dim ond y cotio mwyaf "cywir". Bydd deall effaith yr amgylchedd ar y cyfernod ffrithiant yn rhoi mwy o ddealltwriaeth i chi o DLC nag 80% o'ch cyfoedion.
