DLC涂层提升轮毂加工刀片性能

作者:乐务时 文章来源:星弧涂层科技(苏州工业园区)有限公司 发布时间:2012-06-05
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涂覆DLC涂层的刀片

星弧立足自主开发制造PVD涂层设备,是面向工业界提供大规模DLC涂层生产的企业。星弧致力于高性能DLC涂层的开发和生产,DLC涂层已经在镜面模具、有色金属冲压模具和精密零件领域取得广泛应用和批量生产。

由于生产资料价格的上升和竞争的日益激烈,汽车工业面临着降低制造成本和提高产品质量的巨大压力,汽车铝制轮毂成本降低和质量提高主要是针对车削刀具而言。星弧涂层针对铝制轮毂加工刀具的材料、使用特点开发了专用涂层,很好地提高了刀具使用寿命、轮毂表面质量及尺寸稳定性。

铝制轮毂大量用于乘用汽车,其加工车削刀具为硬质合金金刀片,采用水性或者油性切削液。刀片含有W、Co等金属元素,具有金属键结构。与多数其他材质的刀具一样,这种刀片在高速车切轮毂时容易和铝发生冷焊现象,从而导致刀片热量集聚,排屑补偿和加工品质下降,刀片过早失效,轮毂表面产生拉伤,导致生产效率低下、生产成本增加。

星弧涂层针对铝合金切削这种较为普遍的问题以及轮毂材料的具体特性,经过长期研发、测试和改进,在2011年推出铝合金轮毂切削专用DLC-HS涂层,涂覆于刀片表面特别是工作韧面。该专用DLC为非晶结构,主要化学成分为C,含有少量H和Si,有色金属铝不具有化学相容性。由于H和Si的引入,DLC具有更低的摩擦系数和热稳定性,降低了和铝件表面的摩擦和粘着。

与传统的DLC相比,DLC-HS涂层具有2000HV的硬度,与硬质合金材料的结合力更好的特点,并可达到4~6mm的涂层厚度,是一种更加适合铝合金材料切削的涂层。星弧DLC-HS涂层,仍然采用PVD技术中的离子束源和磁控溅射相结合的技术制备,充分发挥该技术所具有的高离化效率和高离子能量并且可以调控的特点,成膜细腻,摩擦系数低。

经过不同客户的反复测试,目前DLC-HS涂层已经在刀片上实现批量生产,与没有涂层的同样材质和设计的普通刀片相比,经过DLC-HS涂层的刀片平均寿命提高3倍左右,且产品表面质量稳定;与采用传统的DLC涂层刀片相比,虽然涂层的硬度有约500HV左右的下降,但由于涂层的残余应力得到有效地控制,涂层与基材之间的结合力有了很好的提升,从而导致批量产品可以获得更好的产品良率,生产对品质的控制更加易于实现。

星弧DLC-HS涂层虽是针对铝合金切削开发的专有涂层,但由于其良好的稳定性和工艺可靠性,在其他有色金属的切削上也可以得到良好的应用效果。星弧将充分利用其在工艺研发、设备制造和市场开拓的优势,进一步在包括汽车发动机零件等领域中扩大应用,使得这些行业的产品性能得以更大提高,成本得以有效降低。

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