星弧類金剛石DLC涂層在刀具上的應用

類金剛石涂層（diamond like carbon, 簡稱DLC） 是一種在微觀結構上含有金剛石成分的涂層。構成DLC的元素為碳。碳原子和碳原子之間的不同結合方式，使其最終產生不同的物質：金剛石（Diamond）-碳碳以sp3健的形式結合；類金剛石（DLC）-碳碳以sp3和 sp2健的形式結合；石墨（Graphite）-碳碳以sp2健的形式結合。

　　
　　由于含有金剛石成分，DLC具有很多優良的特性：高硬度-60GPa或Hv6000以上；低摩擦系數-0.06；極好的膜層致密性；良好的化學穩定性以及良好的光學性能等。應用于刀具上的DLC涂層所表現出的特殊性能遠超過其它硬質涂層。涂以DLC的刀具主要應用包括：石墨切削，各種有色金屬（如鋁合金，銅合金等）切削，非金屬硬質材料（如亞克力，玻璃纖維，PCB材料）切削等。
　　
　　星弧涂層針對刀具上的不同應用所開發的DLC系列涂層適合于諸如鉆頭，銑刀，絲錐，刀片和各種成形刀的具體應用。
　　
　　在鋁合金切削應用上，由于鋁的材料粘性，會很快在刀具切削面形成材料黏著現象，從而導致被加工面加工品質下降。而對于刀具本身，由于被切削金屬在其表面的積聚，溫度急劇升高，最終導致刀具很快失效。對比試驗表明：涂層星弧DLC涂層的刀片在很大程度上解決了鋁材的黏著問題，確保被加工件加工面始終保持較高的品質，刀具壽命也得以大幅提高。此外，由于DLC涂層刀具具有以上特性，用戶還可以提高加工速度，從而使加工效率大幅提高（約25%~40%左右）。星弧DLC涂層在刀具上的成功應用為鋁合金加工行業，尤其是汽車制造行業，提供了一個良好的解決方案。
　　
　　類似的應用結果也體現在亞克力材料的的切削表現之中。亞克力等非金屬材料具有硬度高，熔點較金屬材料低的特點。不涂層（或涂以其它硬質涂層，如TiN，TiAlN等）的刀具在切削過程中由于加工溫度是材料削發生熔融或半熔而導致排削不暢現象，最終致使刀具實效，被加工材料表面質量無法達到要求等品質缺陷。涂以星弧DLC的亞克力切削刀具則可以很好解決以上的問題。星弧DLC不但具有高硬度（Hv3500），還具有極低的摩擦系數（~0.08），使刀具在切削過程中很大程度上降低了由于摩擦產生的熱量，增強了排削性能，從而使刀具平均使用壽命提高3倍，被加工亞克力表面質量遠好于不涂層或其它涂層刀具。
　　
　　石墨加工不同于其它金屬材料的加工。由于石墨材料硬度高，加工后所產生的粉層具有很強的磨損性能，所以市場上常用的硬質涂層無一可以解決這一難題。其主要原因包括：普通涂層（如TiAlN，TiN等）的摩擦系數較高，在加工過程中產生的熱量是刀具很快失效。其次，涂層會和石墨本身的碳起化學反應，生成碳化物，破壞涂層材料結構，使其失效。實際使用數據表明，應用星弧DLC的硬質合金銑刀，其使用壽命可提高4倍，這一特性在直徑小于10毫米的道具上尤為突出。
　　
　　隨著DLC涂層刀具的應用市場逐漸擴大以及星弧涂層面對不同應用的各種DLC細分工藝的開發，這以新興涂層將在不久的將來為更多的用戶和行業所采用。
本篇文章來源于 “中國金屬加工在線”