日立工具和日立金属提高汽车部件用DLC涂层的密着性
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作者：华仔
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时间：2016-08-10 14:18
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日立工具和日立金属利用各自的涂层技术和材料技术，对DLC涂层的膜层密着性进行了研究，开发出了密着性比原来的DLC(DiamondLikeCarbon，类金刚石)涂层更高的汽车部件用DLC涂层“L-Frex”和膜层特性更高的汽车部件用基体“ASL555”。图1密着性更高的DLC涂层“L-Frex”系列的摩擦系数和膜层硬度日立工具和日立金属开发出了密着性比原来的DLC(DiamondLikeCarbon，类金刚石)涂层更高的汽车部件用DLC涂层“L-Frex”和膜层特性更高的汽车
| 日立工具和日立金属利用各自的涂层技术和材料技术，对DLC涂层的膜层密着性进行了研究，开发出了密着性比原来的DLC(Diamond Like Carbon，类金刚石)涂层更高的汽车部件用DLC涂层“L-Frex”和膜层特性更高的汽车部件用基体“ASL555”。 |
图1 密着性更高的DLC涂层“L-Frex”系列的摩擦系数和膜层硬度 |
日立工具和日立金属开发出了密着性比原来的DLC(Diamond Like Carbon，类金刚石)涂层更高的汽车部件用DLC涂层“L-Frex”和膜层特性更高的汽车部件用基体“ASL555”。2009年10月，日立工具将开始新涂层服务，日立金属将上市新基体。这两种产品的基础研究得到了日立制作所的协助。 据两公司介绍，目前减轻汽车部件重量、提高耐用性的需求高涨，其中减小发动机气门系统(气门挺杆、摇杆)及燃料喷射系统滑动部件(燃料喷嘴、燃料供应泵等)处发生的摩擦需求很高。另外，发动机使用的滑动部件会遇到高温，因此还需要提高耐燃烧特性 而过去滑动部件都采用氮化处理涂层，有些领域无法应用。所以能够减小摩擦的DLC涂层得到普及。但目前的DLC涂层在密着性方面存在问题。 对此，日立工具和日立金属利用各自的涂层技术和材料技术，对DLC涂层的膜层密着性进行了研究。结果发现，位于涂层膜层与基体界面上的数十nm的薄氧化膜层是使膜层密着性降低的原因。通过完全去除该氧化膜层，密着性比现行DLC涂层提高了50%以上(图1、2)。 另外，新涂层还提高了膜层硬度。新涂层有维氏硬度为2000HV的“L-Frex S”、3000HV的“L-Frex M”及4000HV的“L-Frex H”三种材料。摩擦系数均为0.10～0.15，剥离载荷为85N。 此外，两家公司开发的基体以高Cr系的马氏体钢为基材。为了兼顾高疲劳强度和耐腐蚀性，调整了所添加的元素。即使涂层处理时温度升高，洛氏硬度也能维持在约60HRC。为缩短涂层处理时间而加热到450℃左右时，也能够维持高硬度，并确保密着性。另外，新基体即便是用于氮化铬处理及氮化钛处理等DLC涂层以外的涂层，也能够提高密着性。 日立工具将在岛根县松江市的表面改性中心提供涂层服务。日立金属将在特殊钢公司的安来工厂(岛根县安来市)制造基体。另外，表面改性中心已随着两家公司涂层业务的整合由日立金属转给日立工具。 
图2 划痕试验的结果(划痕载荷为40N时)。最左边为新涂层，其他是原来DLC涂层实例。
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