Application d'un revêtement DLC de type diamant sur les pièces mécaniques

Application d'un revêtement DLC de type diamant sur les pièces mécaniques

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La surface des pièces mécaniques doit s'user, être lubrifiée et en même temps rendre le matériau des pièces généralement d'acier au carbone ou allié en acier trempé à basse température (température de revenu inférieure à 200 ), ce qui nécessite le revêtement lorsque la température doit être contrôlée à moins de 200 . Le revêtement de type diamant (DLC) préparé par dépôt physique en phase vapeur est exactement le choix idéal. Le revêtement de type diamant a non seulement la dureté appropriée (HV1200 ~ 3000), mais aussi un faible frottement (inférieur à 0,15) et un revêtement à basse température. La pratique a également prouvé qu’il s’agissait d’un revêtement idéal pour la protection des surfaces des pièces mécaniques. En particulier, l'industrie automobile sera plus importante pour appliquer la technologie. Parce qu'à l'heure actuelle, la pression exercée sur l'industrie automobile à long terme consiste à réduire les émissions des véhicules et on prévoit que, dans les prochaines années, les exigences en matière de réduction des émissions seront plus strictes. Cela conduira à une forte promotion de l'utilisation de «nouveaux matériaux» et de nouvelles technologies de traitement pour accroître l'efficacité des moteurs et des transmissions. Il est inévitable que les décideurs politiques en Europe, en Asie et aux États-Unis imposent de nouvelles exigences pour l'avenir de l'automobile. La technologie moderne de revêtement sous vide est l’un des facteurs clés pour répondre aux nouvelles exigences susmentionnées. Le DLC, en tant que traitement de surface des pièces d’automobile à l’avenir, aura une grande importance pour la promotion du développement de technologies de pointe et nouvelles dans l’industrie automobile.

1. Introduction au film en forme de diamant

Le film DLC (diamant-likecarbon) est un film de carbone amorphe composé d'hybridation Diamond SP3 et d'hybridation Graphite SP3. Pour le dire simplement, le diamant est formé par le mélange de nano-diamant et de carbone, et la proportion de diamant est de 20% ~ 80 % .Une phase ternaire constituée d'un diamant lié par sp3 et d'un graphite lié par sp2 avec H (hydrogène).

Le DLC possède une série de propriétés similaires au diamant, telles qu'une dureté élevée, une conductivité thermique élevée, un faible coefficient de frottement, une résistance à la corrosion, une transmittance spectrale large et élevée, une résistance de seuil de dommage laser élevée, une résistance de rayonnement, etc. Essentiellement, un film / revêtement de type diamant équivaut à "combiner des composants diamant et graphite sur la microstructure" pour obtenir une dureté proche de celle du diamant. Le film de type diamant DLC en carbone amorphe est beaucoup plus dur que le film de chlorure de métal dur ou de carbone en hydrocarbure, qui ne peut être rayé et porté que par le diamant naturel. Haikola a révélé que le revêtement en forme de diamant amorphe s'usera de 1 mm lorsqu'il sera remplacé par un acier de dureté élevée sous une condition d'usure de 1 um. Si des films de type diamant sont utilisés, l'usure des structures mécaniques modernes sera en grande partie contrôlée. Cependant, la principale exception est que l'usure du fermoir des pièces en mouvement n'a pas été résolue de manière satisfaisante.L'usure et le déchirement des pièces en mouvement peuvent être difficiles quand le lubrifiant ne fonctionne pas ou cesse de fonctionner pour d'autres raisons lorsqu'il fonctionne en surcharge.

Pendant ce temps, le revêtement DLC en forme de diamant a également un coefficient de frottement extrêmement faible.En condition de glissement à sec, comparé au coefficient de frottement de l'acier, le coefficient de frottement ne représente qu'un cinquième de la valeur de l'acier correspondante, ce qui indique que ce revêtement peut être utilisé En tant que lubrifiant de séchage permanent, non seulement l'usure est réduite, mais aussi la consommation d'énergie est améliorée, mais elle permet également de réduire la durée de vie de la pièce à usiner.Un rendement quantifié illustre l'effet: le coefficient de frottement d'un engrenage à revêtement diamant est réduit de 25 à 30% par rapport à un engrenage en acier normalement non revêtu.

Un revêtement de type diamant présente également les caractéristiques d'un arrangement compact de structure atomique, évitant ainsi les défauts de nombreux vides dans la microstructure interne d'autres revêtements. En plus de son composant principal est le carbone, le diamant semblable à un diamant amorphe a pour effet une résistance à l’acide et un adsorbant, une excellente stabilité chimique, une résistance à la corrosion et empêche l’adhérence du matériau et d’autres applications ont un bon effet.

2. Application de film semblable à un diamant

Ses caractéristiques semblables à celles d'un diamant lui permettent d'être largement utilisé dans l'industrie des pièces mécaniques, y compris dans les catégories suivantes.

(1) machines de précision. Y compris les roulements de précision, l'équipement textile et ses pièces, les vis de compresseur, les glissières, les joints de pompe, les lames, l'équipement de couture et les pièces, les ressorts et le mécanisme de transmission de précision.

(2) outils de mesure. Y compris les pieds à coulisse, les pieds à coulisse, la jauge à fiche et le support, etc.

(3) équipements et appareils médicaux.Ceux-ci comprennent les lames chirurgicales, les ciseaux, les valves cardiaques, les articulations artificielles et les stents.

(4) industrie des moteurs à combustion interne.Y compris système d'injection de carburant (poussoir de soupape, plongeur, buse), système de transmission de puissance (engrenage, palier, arbre à cames), pièces de piston (segment de piston, axe de piston), serrure de porte, décoration intérieure, etc.

(5) divertissement et remise en forme. Y compris diaphragme de haut-parleur, disque dur mobile, disque, pièces de bicyclette de bâtons de golf et lames de rasoir, etc.

(6) optique. Incluant un film antireflet de film antireflet infrarouge, un revêtement de verre, un revêtement acrylique de revêtement de lentille et un film protecteur.

(7) revêtement décoratif. Y compris coque pour téléphone mobile, quincaillerie intérieure et extérieure de montre haut de gamme, produits et accessoires sanitaires.

(8) aérospatial. Y compris aéronef, revêtement de carénage de missile, revêtement de satellites et de cellules solaires.

3. Cas 1 du marché des revêtements de type diamant

À l’heure actuelle, la demande annuelle de poussoirs de revêtement pour véhicules automobiles en Chine est d’environ 80 millions de pièces. Chaque année, la société schaeffler détient environ 40% des parts de marché et a la capacité de développer et de fabriquer des revêtements de manière indépendante.Un autre marché représentant 60% du marché, soit 20% à 30%, a été développé et produit par lonbond et HEF. Le marché restant représente environ 25 millions de pièces par an, ce qui peut générer des ventes annuelles de plus de 100 millions.

4. Cas du marché des revêtements de type diamant 2

Outre les pièces de moteur et de transmission, des revêtements de type diamant sur les intérieurs d'automobiles et de multiples parties du corps peuvent également être bénéfiques. Le revêtement décoratif de différentes couleurs sur diverses pièces en plastique peut les garder belles tout au long de leur cycle de vie. Les revêtements fonctionnels des pièces exposées peuvent être exemptés de maintenance. Les revêtements de type diamant sur les serrures de porte de voiture ont été largement utilisés dans de nombreux véhicules à grande distribution de Volkswagen. À l’heure actuelle, le marché de l’enrobage en Chine représente environ 10 millions de pièces / an pour la seule Volkswagen et le rendement de l’enrobage est énorme.