DLC-beläggningar: BALINIT C från Oerlikon Balzers
Ytbeläggningar av diamantliknande kol: BALINIT MILUBIA från Oerlikon Balzers
Ytbeläggningar av diamantliknande kol
Inom området slitstark tunnfilm har ytbeläggningar av diamantliknande kol (DLC) visat sig vara den perfekta lösningen för krävande tribologiska applikationer där komponenter utsätts för hög belastning eller extrem friktion, slitage och kontakt med andra delar. I den här typen av miljöer är det bara den höga hårdheten hos en DLC-beläggning – i kombination med en motsvarande låg friktionskoefficient - som kan förhindra gropfrätning, nötning samt att detaljerna kärvar och slutligen havererar under drift.
DLC-beläggningar används i många olika sammanhang, från högpresterande fordon och racing till axellager och planetväxlar i vindkraftverk, skärblad i rostfritt stål och kolvpumpar för livsmedelsindustrin samt glidande komponenter i fyllnings- och tappningsanläggningar. Ytbeläggning är också en beprövad teknik för att uppgradera kritiska roterande delar i hydrauliska drivenheter, bränsleinsprutningssystem, mekaniska tätningar, pumpar och ventiler.
För många är DLC-beläggningar hydrerat amorft kol (a-C:H), men det är en missuppfattning eftersom de i hög grad kan konstrueras utifrån väteinnehåll (hydrerat eller vätefritt), urval av ytterligare metalliska och icke-metalliska dopningselement, förekomsten av underskikt samt valda deponerings- och bindningsmetoder.
Tillsammans kan dessa faktorer kontrolleras exakt för att skapa ett brett utbud av tunt applicerade (typiskt 1 till 5 μm) DLC-beläggningar med en hårdhet på 8–80 GPa eller högre (diamant är det hårdaste kända materialet med 70–150 GPa). Dessutom kan den önskade friktionskoefficienten, ytfinheten och till och med appliceringstemperaturen också manipuleras.
Tack vare det breda utbudet av anpassningsbara attribut som är möjliga inom kategorin, kan DLC-beläggningar spela en viktig roll i komponentutvecklingen redan i det inledande skedet i utformningsprocessen.
Ytbeläggningar av hydrogenerat amorft kol
Den mest kända varianten av DLC-beläggning, hydrerat amorft kol (a-C:H), appliceras oftast genom plasmaassisterad kemisk förångningsdeposition (PACVD). Denna deponeringsmetod orsakar en kemisk reaktion genom plasmaexcitation och jonisering som skapar en beläggningshårdhet på cirka 15–30 GPa, vilket är i den lägre delen av DLC-beläggningarna.
En ytbeläggning av hydrogenerat amorft kol kan dock manipuleras ytterligare genom dopning, vilket är en process där kemiska element tillsätts för att förändra egenskaperna. Kisel, syre eller metaller kann samtliga användas som dopingelement för att uppnå olika resultat.
Vätefria DLC-beläggningar
Ett alternativ till hydrogenerad DLC är en vätgasfri DLC-beläggning som ger ännu högre hårdhet i kombination med en mycket låg friktionskoefficient.
Dessa ytbeläggningar kan användas i de mest krävande miljöer, t.ex. i högpresterande fordon till hög friktion, slitage och kontaktytor i motorn och ventilsystemet. Beläggningen kan användas på bränsleinsprutningssystem, kamaxlar, kolvstift, ventiler, lyftare och fingerföljare, där det förekommer höga kontakttryck och glidhastigheter. Förutom fordon är beläggningen idealisk för användning på delar till hydraulpumpar, mekaniska tätningar och högtrycksventilkomponenter.
De flesta vätgasfria ytbeläggningar appliceras med hjälp av en metod för fysisk ångavsättning (PVD) genom bågförångning som ger tetraedriskt amorft kol, eller ta-C. Med en hög nivå av tetraedriska bindningar (oftast 50–60%) uppnås en betydligt högre slitstyrka jämfört med a-C:H-alternativ.
