Aplicación De DLC Recubrimiento De Diamante En Partes Mecánicas

- Jan 05, 2019-

Aplicación del recubrimiento tipo diamante DLC en piezas mecánicas.


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La superficie de las piezas mecánicas debe desgastarse, lubricarse y, al mismo tiempo, hacer que el material de las piezas sea generalmente de acero al carbono o acero aleado de templado a baja temperatura (templado por debajo de 200 ), que requiere el recubrimiento cuando la temperatura debe controlarse por debajo de 200 . El recubrimiento tipo diamante (DLC) preparado por deposición física de vapor es exactamente la opción más ideal. El revestimiento tipo diamante no solo tiene la dureza adecuada (HV1200 ~ 3000), sino que también tiene una baja fricción (menos de 0,15) y se reviste a baja temperatura. La práctica también ha demostrado que este es un recubrimiento ideal para la protección de la superficie de piezas mecánicas. En particular, la industria automotriz será más importante para aplicar la tecnología. Debido a que en la actualidad, la presión a largo plazo en la industria automotriz es reducir las emisiones de los vehículos, y se espera que en los próximos años, los requisitos para bajas emisiones sean más estrictos. Esto conducirá a una fuerte promoción del uso de 'nuevos materiales' y nuevas tecnologías de procesamiento para aumentar la eficiencia de los motores y las transmisiones. Es inevitable que los responsables políticos de Europa, Asia y las Américas establezcan nuevas demandas para el futuro del automóvil. La moderna tecnología de revestimiento al vacío es uno de los factores clave para cumplir con los nuevos requisitos anteriores. El DLC, como el tratamiento superficial de autopartes en el futuro, será de gran importancia para promover el desarrollo de tecnologías nuevas y altas en la industria automotriz.

 

1. Introducción a la película tipo diamante.

La película de DLC (diamante-como carbono) es una película de carbón amorfo compuesta por hibridación de Diamond SP3 e hibridación de grafito SP3. En pocas palabras, el diamante está formado por la mezcla de nano-diamante y carbono, y la proporción de diamante es de 20% ~ 80 Una fase ternaria que consiste en un diamante unido a sp3 y un grafito unido a sp2 con H (hidrógeno).

 

El DLC tiene una serie de propiedades similares al diamante, como alta dureza, alta conductividad térmica, pequeño coeficiente de fricción, resistencia a la corrosión, alta transmitancia espectral amplia, alta resistencia al umbral de daño del láser, resistencia a la radiación, etc. En esencia, la película de revestimiento / revestimiento tipo diamante es equivalente a "combinar componentes de diamante y grafito en la microestructura" para obtener una dureza cercana a la del material de diamante. La película DLC tipo diamante hecha de carbono amorfo es mucho más dura que la película de cloruro de metal duro o diamante tipo carbono hecha de hidrocarburo, que el diamante natural solo puede rayar y usar. Haikola reveló que el revestimiento tipo diamante amorfo se desgastará 1 mm cuando se reemplace con acero de alta dureza bajo la condición de desgaste de 1um. Si se usan películas tipo diamante, la mayor parte del desgaste en las estructuras mecánicas modernas se controlará de manera efectiva. Pero la principal excepción es que el desgaste de las piezas móviles no se ha resuelto satisfactoriamente. El desgaste de las piezas móviles puede ser difícil cuando el lubricante no funciona o deja de funcionar por otras razones cuando está funcionando con una sobrecarga.

 

Mientras tanto, el recubrimiento tipo diamante DLC también tiene un coeficiente de fricción extremadamente bajo. Bajo la condición de deslizamiento en seco, en comparación con el coeficiente de fricción del acero, el coeficiente de fricción es solo una quinta parte del valor de acero correspondiente, lo que indica que se puede usar este recubrimiento como lubricante de secado permanente, no solo reduce aún más el desgaste para mejorar la vida útil de la pieza, sino que también contribuye al ahorro de consumo de energía. Una cifra de eficiencia cuantificada ilustra el efecto: el coeficiente de fricción de un engranaje revestido tipo diamante se reduce en 25 a 30 por ciento en comparación con la de un engranaje de acero normalmente sin recubrimiento.

 

El revestimiento tipo diamante también tiene las características de la disposición compacta de la estructura atómica, evitando los defectos de muchos huecos en la microestructura interna de otros revestimientos. Además de su componente principal es el carbono, el diamante amorfo tiene el efecto de resistencia a los ácidos y adsorbente, excelente estabilidad química, en la anticorrosión y evita la adhesión del material y otras aplicaciones tienen un buen efecto.

 

2. Aplicación de película tipo diamante.

 

Las características tipo diamante le permiten ser ampliamente utilizado en la industria de piezas mecánicas, incluidas las siguientes categorías.

(1) maquinaria de precisión. Incluye rodamientos de precisión, equipos y piezas textiles, tornillos de compresores, deslizadores, sellos de bomba, cuchillas, equipos y piezas de costura, resortes y mecanismos de transmisión de precisión.

(2) herramientas de medición. Incluyendo pinzas, pinzas, calibre de tapón y accesorio, etc.

(3) equipos y aparatos médicos. Estos incluyen cuchillas quirúrgicas, tijeras, válvulas cardíacas, articulaciones artificiales y stents.

(4) industria de motores de combustión interna. Incluye sistema de inyección de combustible (empujador de válvula, émbolo, boquilla), sistema de transmisión de potencia (engranaje, cojinete, árbol de levas), piezas de pistón (anillo de pistón, perno de pistón) cerradura de la puerta, decoración interior, etc.

(5) entretenimiento y estado físico. Incluye diafragma de altavoz, disco duro móvil, disco, palos de golf, piezas de bicicleta y cuchillas de afeitar, etc.

(6) óptico. Incluye película antirreflectante infrarroja antirreflejos, revestimiento de vidrio, revestimiento acrílico de lentes y película protectora.

(7) revestimiento decorativo. Incluyendo carcasa de teléfono móvil, relojes de gama alta, hardware interior y exterior y productos y accesorios sanitarios.

(8) aeroespacial. Incluyendo aviones, recubrimiento de carenado de misiles, satélites y recubrimiento de células solares.

 

3. Caso 1 del mercado de recubrimientos tipo diamante.

 

En la actualidad, la demanda anual de taqués de revestimiento automotriz en China es de aproximadamente 80 millones de piezas. Cada año, la compañía schaeffler posee aproximadamente el 40% de la cuota de mercado y tiene la capacidad de desarrollar y fabricar recubrimientos de manera independiente. Otro 60% del mercado, 20% ~ 30%, ha sido desarrollado y producido por Lonbond y HEF. El mercado restante es de aproximadamente 25 millones de unidades por año, lo que puede generar ventas anuales de más de 100 millones.

 

4. Caso de mercado de revestimiento tipo diamante 2

 

Además de las piezas del motor y la línea motriz, también pueden ser beneficiosos los revestimientos tipo diamante en los interiores de los automóviles y las partes múltiples de la carrocería. El recubrimiento decorativo de varios colores en varias piezas de plástico puede mantenerlos hermosos a lo largo de su ciclo de vida. El recubrimiento funcional de partes expuestas puede estar exento de mantenimiento. El revestimiento tipo diamante en las cerraduras de las puertas de los automóviles se ha utilizado ampliamente en muchos vehículos de alta distribución de Volkswagen. En la actualidad, el mercado de recubrimientos en China es de aproximadamente 10 millones de piezas / año solo para Volkswagen, y el rendimiento del recubrimiento es enorme.