DLC Vodič za strojeve za premazivanje: Putevi taloženja, ključne specifikacije i kriteriji kupnje

DLC stroj za premazivanje: što nanosi i kako ga odrediti

Karbon poput dijamanta nije premaz koji naručujete na kilogram. To je proces taloženja koji naručite, a komora je samo jedna varijabla u toj jednadžbi.

Radionica alata koja radi 40.000 očvrslih probijača mjesečno vidi isti obrazac svakog kvartala: oštrice se poliraju, neravnine rastu, a operater preše počinje šisnuti. Kad netko konačno položi dnevnik održavanja uz račun alata, rijetko se može zaključiti da je alatni čelik bio pogrešan. Površina je bila. A DLC stroj za premazivanje postoji za fiksiranje te površine ugljičnim filmom debljine nekoliko mikrometara, a određivanje jednog manje je o veličini komore nego o tome koji put taloženja vaši dijelovi, vaše tolerancije i vaš proizvodni ritam zapravo mogu preživjeti.

Što DLC stroj za premazivanje stavlja na dio

DLC je kratica za ugljik nalik dijamantu, ali naziv nadmašuje jednostavnost. Ono što se u komori taloži je amorfni ugljični film čije ponašanje proizlazi iz omjera sp2 veza, koje su poput grafita, i sp3 veza, koje su poput dijamanta, plus bilo koji vodik ili metal u koji je namjerno legiran. Taj je omjer procesna varijabla, a ne kataloška stavka. Dva stroja oba pokreću "DLC" mogu proizvesti filmove koji se ne ponašaju nimalo slično u kliznom kontaktu.

Hidrogenirani DLC, obično napisan a-C:H, taloži se iz plina ugljikovodika i obično pada između 15 i 30 GPa. Tetraedarski ugljik bez vodika, ta-C, dolazi s grafitne katode i radi više, obično 40 GPa i više. Za usporedbu, tvrdi krom je blizu 8 do 10 GPa, a koeficijent trenja suhog klizanja DLC-a pada između otprilike 0,05 i 0,2 naspram oko 0,5 za krom. Ta dva broja razlog su zašto premazani izbijač traje duže od nepremazanog za razliku koju kupac primijeti na kalendaru održavanja.

Debljina je mjesto gdje optimizam postaje skup. Ispod oko 0,5 mikrometara, vijek trajanja se urušava. Iznad otprilike 5 mikrometara, unutarnje tlačno naprezanje počinje pobjeđivati ​​i film se raslojava u ljuske koje izgledaju kao greška u proizvodnji, ali su zapravo procesna odluka donesena mjesecima ranije. Proizvodni DLC obično pada između 1 i 4 mikrometra, zbog čega ujednačenost debljine u seriji zaslužuje više vaše pažnje od vršne vrijednosti tvrdoće otisnute u brošuri.

Putevi polaganja i koliko vas svaki od njih košta

Većina DLC strojeva za premazivanje na tržištu slijedi jednu od četiri rute. Razlike se pokazuju u dostižnoj tvrdoći, temperaturi podloge i tome koliko je postupak popustljiv kada dio ima tešku geometriju ili usku dimenzionalnu toleranciju.

Izbor rute obično je vođen dvama ograničenjima: maksimalnom temperaturom koju vaša podloga može tolerirati i trebate li glatkiji ili tvrđi film. Ojačani prsten ležaja na 60 HRC i tanki aluminijski nosač nemaju isti toplinski proračun. Ista filmska kemija može se prilagoditi čelične, karbidne i aluminijske podloge podešavanjem prednapona i dodavanjem metalnog međusloja, zbog čega se o dizajnu sučelja raspravlja jednako pažljivo kao i o samom ugljikovom sloju.

Brojke koje odlučuju hoće li stroj isplatiti

Specifikacija je pregovarački dokument. Ovo su vrijednosti koje vrijedi zapisati u pisanom obliku, jer se svaka od njih preslikava na novac u trgovini.

• Klasa prianjanja: Rockwell rezultati utiskivanja HF1 ili HF2 su proizvodni. HF3 i HF4 znače da međusloj ili stupanj čišćenja ne radi svoj posao.
• Ujednačenost debljine: plus ili minus 5 posto preko korisne zone police je dobro, 10 posto je prihvatljivo. Sve što je labavije pokazuje se kao prerano trošenje na vanjskim dijelovima serije.
• Vrijeme ciklusa: pumpanje, ionsko jetkanje, taloženje i hlađenje u kombinaciji. 90-minutni ciklus od 400 dijelova svaki put pobjeđuje 40-minutni ciklus od 120 dijelova.
• Kapacitet opterećenja: mjereno u korisnoj premazanoj površini, a ne u volumenu komore. Velika komora sa slabim učvršćenjem drži manje od kompaktne.
• Stropna temperatura podloge: što stroj radi na vrhu vašeg dopuštenog raspona, a ne na njegovoj sredini.
• Životni vijek izvora i cilja: koliko serija prije promjene katode ili cilja i koliko dugo ta promjena zaustavlja proizvodnju.
• Ponovljivost od serije do serije: isti dio premazan u razmaku od šest tjedana trebao bi biti unutar nekoliko GPa i nekoliko desetinki mikrometra.

Premaz koji je prošao test tvrdoće, ali nije prošao test ogrebotina nije tvrdi premaz. To je odgođeno jamstvo za dio koji je već otpremljen.

Tvrdoća je podatak koji je najlakše navesti i najmanje je informativan sam po sebi. Film od 45 GPa koji se lomi nakon 2000 poteza lošiji je od filma od 20 GPa koji izdrži 200 000. Ispitivanje prihvatljivosti stoga treba kombinirati tvrdoću s testom ogrebotina, provjerom prianjanja po Rockwellu i ispitivanjem stvarnog trošenja na stvarnoj geometriji dijela.

Što se mijenja u trgovini

Sama komora zauzima manje prostora od infrastrukture oko nje. DLC sustav srednje veličine zauzima možda 15 do 30 četvornih metara uključujući pumpni paket, napajanje i rashladni uređaj, ali praktična površina također uključuje prostor za utovar i istovar, zid za skladištenje opreme i stanice za čišćenje. Te stanice za čišćenje obično su pravo usko grlo, a ne uređaj za premazivanje.

Priprema dijela je najčešći uzrok pritužbi na DLC. Otisci prstiju, ostaci tekućine za rezanje i slojevi oksida prežive plazma jetkanje češće nego što itko očekuje. Ako vaš proces nema kontroliranu liniju za čišćenje ispred uređaja za premazivanje, nabavite je u proračunu. Košta djelić stroja i sprječava većinu kvarova prianjanja za koje se okrivljuje stroj.

Usklađivanje stroja s dijelovima koje pokrećete

Podloga odlučuje više o konfiguraciji nego premaz. Tri široke skupine pokrivaju većinu kupaca, a proizvođač kao što je proizvođač PVD i DLC opreme za vakuumsko premazivanje obično će vas pitati koji od njih predstavlja vaš obujam proizvodnje prije nego što navedete komoru.

Alati za rezanje i kalupi za oblikovanje

Krajnja glodala, svrdla, nareznice, izbijači i kalupi za oblikovanje imaju koristi od tvrdog karbonskog sloja s niskim trenjem, ali zahtijevaju visoku adheziju i, na karbidu, pažljiv međusloj za ograničavanje difuzije kobalta. Strojevi s katodnim lukom dominiraju ovim segmentom jer ta-C tvrdoća preživljava prekinuta opterećenja rezanja koja lome mekše filmove. Priprema polumjera ruba je važna koliko i premaz: oštar, nepolirani rub koncentrira naprezanje i rano kvari.

Medicinski i kirurški instrumenti

Kirurške oštrice, rašpice i endoskopske komponente trebaju film koji ostaje tvrd, maziv i kemijski stabilan kroz opetovanu sterilizaciju. Niskotemperaturne PECVD rute obično odgovaraju, jer mnoge legure instrumenata ne mogu tolerirati površinske temperature koje stvara lučni proces.

Automobilski i mehanički prijenos

Komponente mlaznica za gorivo, podizači, klipni prstenovi, zupčanici i ležajevi koriste dopirani DLC za smanjenje trenja bez promjene tvrdoće osnovnog metala. Ti su dijelovi obično velikog volumena i konzistentne geometrije, tako da nosivost i vrijeme ciklusa imaju veću težinu od fleksibilnosti procesa.

Pitanja koja trebate riješiti prije nego što potpišete

Pitajte ih pismeno i držite odgovore priložene narudžbenici. Odgovori će vam reći više o dobavljaču nego bilo koji obilazak tvornice.

1. Koje će podloge, u kakvom stanju površine, predstavljati 80 posto vaših serija?
2. Koja je maksimalna temperatura podloge koju vaši dijelovi toleriraju i kako se stroj ponaša na toj granici?
3. Kako se mjeri debljina filma, na kojem uzorku i kojom učestalošću tijekom proizvodnje?
4. Koji se standard prianjanja primjenjuje: Rockwell HF klasa, opterećenje pri ispitivanju grebanjem ili oboje?
5. Koje je zajamčeno vrijeme ciklusa pri navedenom opterećenju i tko dizajnira i posjeduje opremu?
6. Što se događa tijekom promjene katode ili mete i koliko je dugo proizvodnja zaustavljena?
7. Koji su dijelovi potrošni materijal, koliko koštaju po seriji i koje je vrijeme isporuke iz vaše regije?
8. Kako izgleda prihvaćanje ako prvo ispitivanje premaza propusti dogovorene brojeve?

Puštanje u pogon i prva tri mjeseca

Stroj za nanošenje DLC premaza rijetko postigne nazivnu snagu u prvom tjednu. Prvi mjesec obično ide na utvrđivanje parametara čišćenja, potvrđivanje koraka jetkanja i pronalaženje prednapona koji daje prihvatljivu adheziju na svakoj od vaših glavnih geometrijskih dijelova. Očekujte premazivanje uzoraka koji nikada ne napuštaju zgradu i očekujte da će procesni inženjer potrošiti više vremena na pripremu površine nego na postavke taloženja.

Najkorisnija stvar koju možete učiniti prije isporuke je poslati proizvodne dijelove umjesto ulaštenih testnih kupona. Polirani kupon proći će gotovo svaki test prianjanja. Istrošeni probijač s izvornom toplinskom obradom i pravim radijusom ruba govori vam što stroj zapravo može učiniti na dijelovima koji ga plaćaju.

Odabir stroja za nanošenje DLC premaza svodi se na tri pitanja: kakav film trebaju vaši dijelovi, koju temperaturu mogu izdržati i kakvu će ponovljivost vaši kupci prihvatiti. Odgovorite na njih i konfiguracija slijedi gotovo automatski. Preskočite ih i komora postaje vrlo skup način za proizvodnju otpada sa sjajnom završnom obradom. Proizvođači koji dobiju to pravo ne kupuju najveći sustav u katalogu. Kupuju onaj čiji prozor procesa odgovara dijelovima koje već znaju dobro izraditi.