機械部品へのDLCダイヤモンドライクコーティングの適用

- Jan 05, 2019-

機械部品へのDLCダイヤモンドライクコーティングの適用


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機械部品の表面は磨耗、潤滑を必要とし、同時に部品の材料は一般に低温焼戻し炭素鋼または合金鋼(焼戻し温度が200 以下 )である必要があります。 物理蒸着によって調製されたダイヤモンドライク(DLC)コーティングはまさに最も理想的な選択です。 ダイヤモンドライクコーティングは適切な硬度(HV1200〜3000)を持つだけでなく、低い摩擦(0.15未満)も持ち、そして低温でコーティングされます。 実際には、これが非常に理想的な機械部品の表面保護コーティングであることも証明されています。 特に、自動車業界はこの技術を適用することがより重要になるでしょう。 現時点では、自動車業界に対する長期的な圧力は車両の排出量を削減することであり、今後数年間で低排出ガスの要求はより厳しくなると予想されています。 これにより、エンジンやドライブトレインの効率を向上させるための「新素材」および新しい加工技術の使用が強力に促進されます。 ヨーロッパ、アジア、アメリカを横断する政策立案者たちが自動車の未来に新たな要求を設定することは避けられない。 現代の真空コーティング技術は、上記の新しい要件を満たすための重要な要素の1つです。 将来の自動車部品の表面処理としてのDLCは、自動車産業における高度で新しい技術の開発を促進するために非常に重要になります。

 

ダイヤモンドライクフィルムの紹介

DLCフィルム(ダイヤモンドライクカーボン)は、ダイヤモンドSP3ハイブリダイゼーションとグラファイトSP3ハイブリダイゼーションからなるアモルファスカーボンフィルムです。簡単に言えば、ダイヤモンドはナノダイヤモンドとカーボンの混合によって形成され、ダイヤモンドの割合は20%〜80%です。 H 3(水素)を有するsp 3結合ダイヤモンドおよびsp 2結合グラファイトからなる三元相。

 

DLCはダイヤモンドと同様の一連の特性、例えば高硬度、高熱伝導率、小さい摩擦係数、耐食性、高い広域スペクトル透過率、高いレーザー損傷閾値抵抗性、耐放射線性などを有する。 本質的には、ダイヤモンドライクコーティング/コーティングフィルムは、ダイヤモンド材料の硬度に近い硬度を得るために「ダイヤモンドとグラファイト成分を微細構造上で組み合わせる」ことと同等です。 アモルファスカーボン製のDLCダイヤモンドライクフィルムは、硬質金属塩化物や炭化水素製のカーボンライクダイヤモンドフィルムよりはるかに硬いため、天然ダイヤモンドでしか傷つけたり摩耗したりすることができません。 Haikolaは、1um摩耗の条件下で高硬度鋼と交換した場合、アモルファスダイヤモンドライクコーティングは1mm摩耗することを明らかにした。 ダイヤモンドライクフィルムを使用すると、現代の機械構造の摩耗の大部分が効果的に抑制されます。ただし、主な例外は可動部品のクラスプ摩耗が十分に解決されていないことです。可動部品の裂け目は困難な場合があります。潤滑油が過負荷で作動している場合、潤滑油は他の理由で機能しなくなるか機能を停止します。

 

一方、DLCダイヤモンドライクコーティングも非常に低い摩擦係数を持っています。鋼の摩擦係数と比較して、乾式スライドの条件の下では、摩擦係数は対応する鋼の値のわずか5分の1であり、このコーティングが使用できることを示します永久乾燥用潤滑剤として使用することで、ワークの寿命を延ばすために磨耗をさらに減らすだけでなく、エネルギー消費量の節約にもつながります。定量化された効率図はその効果を示しています。通常コーティングされていないスチール製ギアと比べて30パーセント。

 

ダイヤモンド様コーティングはまた、原子構造のコンパクトな配置の特徴を有し、他のコーティングの内部微細構造における多くの空隙の欠陥を回避する。 その主成分である炭素に加えて、非晶質ダイヤモンド様は耐酸性と吸着剤の効果、優れた化学的安定性、耐腐食性と材料の付着防止などの効果があります。

 

ダイヤモンドライクフィルム用途

 

ダイヤモンドのような特徴は、それが以下のカテゴリーを含む機械部品産業で広く使われるのを可能にします。

(1)精密機械。精密ベアリング、繊維機器および部品、コンプレッサーねじ、スライダー、ポンプシール、ブレード、縫製機器および部品、ばねならびに精密伝達機構を含む。

(2)測定用具。キャリパー、キャリパー、プラグゲージ、固定具などを含む。

(3)医療機器および器具。これらには、外科用ブレード、はさみ、心臓弁、人工関節およびステントが含まれる。

(4)内燃機関産業。燃料噴射システム(バルブタペット、プランジャ、ノズル)、動力伝達システム(ギア、ベアリング、カムシャフト)、ピストン部品(ピストンリング、ピストンピン)ドアロック、室内装飾など。

(5)娯楽およびフィットネス。スピーカー振動板、携帯用ハードディスク、ディスク、ゴルフクラブ、自転車部品およびかみそり刃などを含む。

(6)光学。赤外線反射防止フィルム反射防止フィルム、ガラスコーティング、レンズコーティングアクリルコーティングおよび保護フィルムを含む。

(7)装飾コーティング。携帯電話のシェル、高級時計、屋内外のハードウェア、衛生製品および付属品を含む。

(8)航空宇宙。航空機、ミサイルフェアリングコーティング、衛星および太陽電池コーティングを含む。

 

ダイヤモンドライクコーティング市場の事例1

 

現在、中国における自動車用コーティングタペットの年間需要は約8000万個です。 毎年、シェフラー社は市場シェアの約40%を保有しており、コーティングを独自に開発および製造することができます。市場の他の60%、20%〜30%は、longbondおよびHEFによって開発および製造されています。 残りの市場は年間約2500万個で、年間売上は1億個を超える可能性があります。

 

4.ダイヤモンドライクコーティングマーケットケース2

 

エンジン部品やドライブライン部品に加えて、自動車の内装や複数のボディ部品へのダイヤモンドライクコーティングも有益です。 さまざまなプラスチック部品のさまざまな色の装飾的なコーティングはそれらを彼らのライフサイクルを通して美しく保つことができます。 露出部分の機能コーティングは、メンテナンスから除外することができます。 自動車のドアロックのダイヤモンドライクコーティングは、フォルクスワーゲンの多くの高流通車に広く使用されています。 現在のところ、中国のコーティング市場はフォルクスワーゲンだけで年間約1000万個で、コーティングの歩留まりは非常に大きいです。