DLC塗層自誕生以來就得到廣泛應用,可以塗覆於刀具等加工產品(pǐn)表麵,增強工具性能,延(yán)長(zhǎng)使用壽命,提(tí)高加工效率;另外,還可以作為裝飾、防腐材(cái)料使用,增強物(wù)品的外(wài)部美觀性,增(zēng)強亮(liàng)度與色澤。但(dàn)是,在DLC塗層加工過程中,還是存在一些突出問(wèn)題,例如膜基結合力差,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且和硬質合金基底熱膨脹係數不同,這都會導致膜(mó)基結合力變差或者塗層脫落(luò)。因此,提高DLC塗(tú)層基結(jié)合力(lì)勢在必行。下麵,小編(biān)為大家分享一下提(tí)高(gāo)DLC塗層膜基結合力有哪些方法吧(ba)。
1.機械處理
機械處理(lǐ)是將基材表麵進行打磨、拋光等(děng)方法,以改善表(biǎo)麵的光潔(jié)度和平整(zhěng)度。這種處理方式可以增加 DLC塗層與基材之間(jiān)的接觸麵積,提高結合力。同時,機械處理(lǐ)還(hái)可以去除表麵的氧化物和雜質減(jiǎn)少塗層的缺陷,進一步提高結合力。
2.化學(xué)處理
化學處理是(shì)利用化學方法對基材表麵進行處理,以改善其表麵化學性質。常(cháng)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(hé)汙染物,增加(jiā)表麵的活性(xìng),有利於 DLC塗層(céng)的附著和結(jié)合力的提高。
3.熱處理
熱處理是(shì)通(tōng)過加熱基材,改變其晶體(tǐ)結構和化學成分,從而影響DLC 塗層的結合(hé)力。熱處理可以使(shǐ)基材表麵形成一層致密的氧化物膜,提供更好的結合界(jiè)麵。此外,熱處理還可以(yǐ)減少塗層(céng)與基材(cái)之間的殘餘應力,降低塗(tú)層剝離(lí)的風險(xiǎn),提(tí)高(gāo)結合力。
4.離子注入
離子注入(rù)是將(jiāng)離(lí)子注入基材表麵,改變其表麵化學成分和晶體(tǐ)結(jié)構從而提高 DLC 塗層的結合力。離子注入可以增加表麵的活性位點提供更多的結合點,增強塗層與基材的結合力。此外,離子注(zhù)入還可以改善基材表麵(miàn)的機械性能,提高塗層的附著力。
5、酸蝕(shí)法除鈷(gǔ)
通過酸與Co發生化學反應(yīng)來除去基底(dǐ)表麵的鈷。酸(suān)的(de)種類、濃(nóng)度、溫度、刻蝕時間對沉(chén)積DLC膜的結合力都(dōu)有重要的影響。單純用酸處理硬質合金(jīn)基底表麵不僅可以除鈷,並且會在基底表麵形成許多(duō)孔隙,會降低類金剛石(shí)膜的粘附性能。采用兩步法,先用Murakami溶液浸蝕WC相,後(hòu)用Caro'sacid (H2SO4+H2O2)除鈷,增加了基底的(de)表(biǎo)麵(miàn)粗糙度,有利於類(lèi)金剛石的成核,類金剛石膜與基(jī)底的結合力(lì)大大提高。
6、添加過渡層
在沉積DLC塗層之(zhī)前,在硬質合金基底上沉積一層(céng)或多層過渡(dù)層,不僅可(kě)以抑製鈷的擴散,促進(jìn)DLC膜的生長,而且可以減緩膜基界麵的應力突變,提高膜基結合力。常用的過渡層有Si、TiN、TiC/Ti、CrC/Cr、CrN等(děng)。
7、表麵噴砂處理
硬質合(hé)金基體經320目白剛玉砂粒噴砂處(chù)理後,膜(mó)基(jī)結合力可達60N,比未噴砂處理時結合力提高了一倍。其主(zhǔ)要原因有:
1)經噴砂處理後的基(jī)底表麵(miàn)接觸角變小,成核熱力(lì)勢壘(lěi)能也隨之減小(xiǎo),熱力勢壘(lěi)能的減小有利於PVD過程中離子團簇的生長(zhǎng)和形核。
2)表(biǎo)麵附著強度較低的WC相被去除,且表麵粗糙度增加,有利(lì)於成核和增加膜基結合(hé)力。
3)經噴(pēn)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,是一(yī)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處理工件表麵(miàn),使工件表麵的外表或形狀發生變(biàn)化。由於磨料對工件表麵的衝擊和切削作用,使工件的表(biǎo)麵獲得一定的(de)清潔度和不同的粗糙度,使工件表麵的(de)機械性能(néng)得到改善,因此提高了工件的抗疲勞(láo)性(xìng),增加了它和塗層之間的附(fù)著力,延長了塗膜的耐久性。
8、摻雜金屬元素
對DLC塗層進行金屬摻雜(鎢,鈦,銀(yín),鉻等)能降低塗層的內應力,提高膜基結(jié)合力。
DLC塗層作為一種優秀的表麵處理技術,在各個領域都有廣(guǎng)泛的(de)應用。而DLC塗層的結合(hé)力是影響其使用壽命和性能的重(chóng)要因素。通(tōng)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,能夠有效提高 DLC 塗(tú)層的結合力。這些表麵處理技術能夠改善基(jī)材表麵的(de)物理和化學性質,增加塗層(céng)與基(jī)材之間的結合麵積(jī)和結(jié)合點,減(jiǎn)少塗層的缺陷和剝(bāo)離風險,從(cóng)而提高 DLC 塗層的結合力(lì)和使用壽命。在實際應用中,應根據具體情況選擇合(hé)適的(de)表麵處理技術,以達到最佳的結(jié)合效果。
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