PVD塗層在汽車行業的大戲是從1995年開始上演的,首先在柴油高壓燃油噴射係統上大放異彩。從此,降低磨損和減少摩擦做功就成了PVD塗層在(zài)汽車(chē)行業中的金(jīn)字招(zhāo)牌。這個摩擦(cā)學塗層DLC在氣門機構零件上應用之後,摩擦(cā)功耗竟然減少了40%,真的是輕鬆實現(xiàn)更(gèng)好的燃油經(jīng)濟性和CO2減排,汽油發動機也(yě)可以通(tōng)過應用降低磨損、減少摩(mó)擦的PVD塗(tú)層來提升自身實力(lì)。不得不說,塗層真的是個(gè)神奇的存在,它(tā)已經成為了提高零部件性能進而增強發動機性能的不二之選!
一、無定形含氫DLC
DLC塗層有許(xǔ)多種。開始(shǐ)是摻雜金屬的DLC被用在發動機部件上。Me-DLC的典型應用是渦輪增(zēng)壓柴油機燃油噴射器部件和(hé)軸承。Me-DLC塗層是用金屬或(huò)陶瓷(cí)靶反應濺射製成,硬度在1200-2000HV之間變化,幹磨標準摩擦係數通常在0.1-0.2之間。Me-DLC塗層的抗衝擊疲勞的能力特別地得到了認可,現在仍然廣(guǎng)泛應用在多種零件上,例如軸承、活塞(sāi)環(huán)。因(yīn)為不(bú)斷提高的要求(qiú)特別是渦輪增壓(yā)柴油(yóu)噴射器的發展,Me-DLC塗層的耐磨損能(néng)力已不能滿足要求。很(hěn)快地(dì)含氫無定型碳DLC(a-C;H)就被用來防止不斷增加的噴射壓力(lì)帶(dài)來的燃油(yóu)噴射器係統(tǒng)的磨損。用PACVD技術生產的(de)含氫無定型碳DLC(a-C;H)塗(tú)層硬度(dù)可(kě)達2500HV,標準摩擦係數範圍是0.05-0.15,典型應用(yòng)是(shì)在渦輪(lún)增(zēng)壓柴油燃(rán)油(yóu)噴射器部件、活塞銷和氣門配氣機構部件。與PACVD技術相對應的是用碳靶(bǎ)磁(cí)控濺射生成的更耐磨的含(hán)氫無定型碳DLC(a-C;H)塗層,硬度可(kě)以更高 (3500H) 而摩擦也更低(特別是與油混合(hé)時),缺點也同樣明顯,用石墨靶濺射的沉積速率(lǜ)明顯低於(yú)用PACVD方法,因此生產成本較高。
二、塗層與零部件和潤滑油緊密相關
摩擦學塗層需要進行調節以滿足具(jù)體(tǐ)零件的需要。想要找到最佳的摩擦減少方案(àn)嗎?就得看具體零件、塗層和潤滑條件!為了給每個(gè)零件找到最(zuì)合適的塗層和摩擦條件,在科學家們的努力(lì)下!一(yī)個神奇的摩擦學技術出爐,就是無氫DLC塗層(ta-C),它(tā)就像金剛石一樣結實,硬(yìng)度可以達到4000-7000Hv,在有油潤滑的時候(hòu)摩(mó)擦係數範圍大概在0.02-0.1之間。不過呢,它有點小毛病,就是表麵粗糙度(dù)有點高,塗層應力大,而且抗熱能力有限(200℃)。所(suǒ)以,用完之後零件還需要進行後期(qī)處理哦(ò)。另外,還有一項高(gāo)級技術叫做摻S的(de)DLC塗層DLC(a-C;H-Si),它在有潤滑的(de)條件下DLC(a-C;H-S)摩擦係數就低於PACVD塗層啦!通過調節塗層就可以達到最優水平哦(ò),它結合了硬度和減少摩擦的優點,還有更高(gāo)的耐熱能(néng)力。
三、不同工件應用不同的DLC塗層(céng)方案
汽車零件的批量生產使選擇一個特定設備為具體零件製備特定(dìng)塗層(céng)成(chéng)為很自然的事情。由於應用(yòng)於汽車零件的塗層在不同的領域變化不同(tóng)。DLC塗層批量生產(chǎn)應用(yòng)於汽車行(háng)業還不(bú)到15年,因此還有許多領域需要研究,零部件行業不(bú)斷增長的需求,很多的需求需要發展解決。但DLC塗層已被證明可以(yǐ)在未來(lái)發動(dòng)機降低(dī)CO2排放開發中扮演很重要的角色。無論哪(nǎ)種選擇:Me.DLC,PACVD,濺DLC,Ta-C 或摻(chān)矽 DLC,最(zuì)好的塗(tú)層方案將會是經過調節適應具體零件及其潤滑條件需要的塗層。
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