提高表麵處理DLC塗層(céng)膜基結合力的8種方法
來源:技(jì)術(shù)支持 | 發布日期:2023-10-16

        DLC塗層自誕生以來就得到廣泛應用,可以塗覆(fù)於刀具等加工產(chǎn)品表麵,增強工具性能,延長使用壽命(mìng),提高(gāo)加工效率;另外,還可以作(zuò)為裝飾、防腐材料使用,增強物(wù)品的外部美觀性,增強亮度與色澤(zé)。但是,在DLC塗層加工過程中,還是存在一些突(tū)出問題(tí),例如膜基(jī)結合力差,這(zhè)一點在刀具塗層上有重要體現(xiàn)。DLC塗層本(běn)身內應力較大並且和硬質(zhì)合金(jīn)基底熱(rè)膨脹係數不同,這都會導致膜基結合力變差或(huò)者(zhě)塗層脫(tuō)落。因此,提高DLC塗層基結合力勢在必行。下麵,小編為大家分享(xiǎng)一下提高DLC塗層膜基結合力有哪些方法吧。

DLC塗層

1.械處理(lǐ)

機械(xiè)處理是將基材表麵進行打磨、拋光(guāng)等方法,以改善表麵的光潔度和平整度(dù)。這種處理(lǐ)方式可以增加(jiā) DLC塗層與基材之間的接觸麵積,提高結合力。同時,機械處理還可以去除表麵的氧化物和雜(zá)質減少(shǎo)塗層的缺陷,進一步(bù)提高結合力。

2.化學(xué)處理

化(huà)學處理是利用化學方法(fǎ)對基材表麵進(jìn)行處理,以改(gǎi)善其表麵化學性質。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(de)氧(yǎng)化物和汙(wū)染物,增加(jiā)表麵的活性,有利於 DLC塗層(céng)的附著和結合力的提高。

3.熱處理

熱處理是通過加熱基材,改變其(qí)晶體結構和(hé)化學成分,從而影響DLC 塗層的結合力。熱(rè)處理可以使基材表麵形成一層致密的氧化物膜,提供(gòng)更好的結合界麵。此外,熱處理還可以減少塗層與基材之間的殘餘應力(lì),降低塗(tú)層剝離的(de)風險,提高結合力。

4.離子注(zhù)入(rù)

離(lí)子注入(rù)是將離子(zǐ)注入基材表麵,改變其表麵化學成分和晶體結構從而提高 DLC 塗層的結(jié)合力。離子注入可以增加表(biǎo)麵的活性位點提供更多的結合點,增強(qiáng)塗層與基(jī)材的結合力。此外,離子注入還可以改善基材(cái)表麵的機械性能,提高塗層的附著力。

5、酸蝕法除鈷

通(tōng)過(guò)酸與Co發生化學(xué)反應來除去基底表麵的鈷。酸的種(zhǒng)類、濃度、溫度、刻蝕時間對沉積DLC膜的結合力都(dōu)有重要的影(yǐng)響。單純用酸處理硬質合(hé)金基底(dǐ)表麵不僅可(kě)以除鈷,並且會在基底表麵形成許多孔隙,會降(jiàng)低類金剛石膜的粘附性能。采用(yòng)兩(liǎng)步法,先用Murakami溶(róng)液浸蝕WC相,後用Caro'sacid (H2SO4+H2O2)除鈷(gǔ),增加了基底的表麵粗糙度(dù),有利於類金剛石(shí)的成(chéng)核,類金剛石膜與基底的結合力大大提高。

6、添加過渡層

在沉(chén)積DLC塗層之前,在硬質合金基(jī)底上沉積一層或多(duō)層過渡層,不僅可(kě)以抑製鈷的擴散,促進DLC膜的生長,而且可以減緩膜(mó)基界麵的應(yīng)力突變,提高膜基結合力。常用的過渡(dù)層有SiTiNTiC/TiCrC/CrCrN等。

7、表麵噴砂處理

硬質合(hé)金基體經320目白剛玉(yù)砂粒噴砂處理後,膜基結合力可達60N,比未噴砂處理時結合力提高了一倍(bèi)。其主要原因有:

1)經噴砂處理後的基底表(biǎo)麵接觸角變小,成核熱力勢壘能也隨(suí)之減小(xiǎo),熱(rè)力勢壘能(néng)的減(jiǎn)小有利於PVD過程中離子(zǐ)團(tuán)簇的生長和形核(hé)。

2)表麵附著強度較低的WC相被去除,且表麵粗糙度增加,有利於成核(hé)和(hé)增加膜基結合力。

3)經噴砂處理後(hòu)的硬質合金基底(dǐ)上沉積的DLC的內(nèi)應力(lì)減小。

噴砂處理(lǐ),是(shì)一(yī)種工件表麵處理的工藝。采用壓縮空氣為動力,以(yǐ)形成高速(sù)噴射束將噴料高速噴射到需(xū)處理工件表麵,使工件表(biǎo)麵的外表或形狀發生變化。由於磨料對工件表麵的衝擊和切削作用,使工件的表麵獲得一定的清潔度和不同的粗糙度,使工件表麵的機械性能得到改善,因此提高了(le)工件的抗疲勞(láo)性,增加了它(tā)和塗層之間(jiān)的附著力,延長了塗膜的耐久性。

8、摻雜金(jīn)屬元素

DLC塗層進行金屬摻雜(鎢,鈦,銀,鉻等)能降低(dī)塗層的內應力,提高(gāo)膜(mó)基(jī)結(jié)合力。

DLC塗層作為一種優秀的表麵處理技(jì)術,在各(gè)個領域都有廣泛的應用。而DLC塗層的結合力是影響(xiǎng)其使用壽命和性能的(de)重要因素。通過合適的表麵處(chù)理技術,如機械處理、化學處理、熱處理和離子注入,能夠有效(xiào)提高 DLC 塗層的結合力(lì)。這些表麵處理技術能夠改善(shàn)基材表麵的物理和化學性質,增加(jiā)塗層與基材之間的結合麵積和結合點,減少塗(tú)層的缺陷和(hé)剝離風險,從(cóng)而提高 DLC 塗(tú)層的結合力(lì)和使用壽命。在實際應(yīng)用中,應根據具(jù)體情況選擇合適的表麵處理技術,以達到最佳的結合效果。

【責任編輯】小(xiǎo)編

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