Ghidul mașinii de acoperire DLC: rute de depunere, specificații cheie și criterii de cumpărare

Mașină de acoperire DLC: ce depune și cum se specifică una

Carbonul asemănător diamantului nu este o acoperire pe care o comandați la kilogram. Este un proces de depunere pe care îl comandați, iar camera este doar o variabilă în ecuația respectivă.

Un atelier de scule care rulează 40.000 de poansonuri întărite pe lună observă același model în fiecare trimestru: marginile de tăiere se lustruiesc, bavurile cresc, iar operatorul presei începe să displace. Când cineva pune în sfârșit jurnalul de întreținere lângă factura de scule, concluzia este rareori că oțelul pentru scule a fost greșit. Suprafața era. A Mașină de acoperire DLC există pentru a fixa suprafața respectivă cu o peliculă de carbon de câțiva micrometri grosime, iar specificarea uneia este mai puțin despre dimensiunea camerei decât despre calea de depunere piesele, toleranțele și ritmul de producție pot supraviețui de fapt.

Ce pune o mașină de acoperire DLC pe piesă

DLC înseamnă carbon asemănător diamantului, dar numele depășește simplitatea. Ceea ce depune camera este un film de carbon amorf al cărui comportament provine din raportul dintre legăturile sp2, care sunt asemănătoare grafitului și legăturile sp3, care sunt asemănătoare diamantului, plus orice hidrogen sau metal în care este aliat în mod deliberat. Acest raport este o variabilă de proces, nu un articol de catalog. Două mașini care rulează ambele „DLC” pot produce filme care nu se comportă nimic la fel într-un contact de alunecare.

DLC hidrogenat, scris de obicei a-C:H, este depus dintr-o hidrocarbură gazoasă și aterizează de obicei între 15 și 30 GPa. Carbonul tetraedric fără hidrogen, ta-C, se desprinde de un catod de grafit și rulează mai sus, de obicei 40 GPa și mai mult. Pentru comparație, cromul dur se află aproape de 8 până la 10 GPa, iar coeficientul de frecare de alunecare uscată al DLC se încadrează între aproximativ 0,05 și 0,2 față de aproximativ 0,5 pentru crom. Aceste două numere sunt motivul pentru care un poanson acoperit durează mai mult decât unul neacoperit cu o marjă pe care clientul o observă în calendarul de întreținere.

Grosimea este locul în care optimismul devine scump. Sub aproximativ 0,5 micrometri, durata de viață a uzurii se prăbușește. Peste aproximativ 5 micrometri, tensiunea de compresiune internă începe să câștige și pelicula se delaminează în fulgi care arată ca un defect de fabricație, dar sunt de fapt o decizie de proces luată cu luni în urmă. DLC de producție aterizează în mod normal între 1 și 4 micrometri, motiv pentru care uniformitatea grosimii pe întregul lot merită mai multă atenție decât cifra de duritate maximă imprimată într-o broșură.

Rutele de depunere și cât vă costă fiecare

Majoritatea mașinilor de acoperire DLC de pe piață urmează una dintre cele patru rute. Diferențele apar în ceea ce privește duritatea realizabilă, temperatura substratului și cât de indulgent este procesul atunci când o piesă are o geometrie dificilă sau o toleranță dimensională strânsă.

Alegerea rutei este de obicei determinată de două constrângeri: temperatura maximă pe care o poate tolera substratul și dacă aveți nevoie de o peliculă mai netedă sau de una mai dura. Un rulment întărit la 60 HRC și un suport subțire din aluminiu nu au același buget termic. Aceeași chimie a filmului poate fi adaptată peste tot substraturi din oțel, carbură și aluminiu prin ajustarea tensiunii de polarizare și adăugarea unui strat intermediar metalic, motiv pentru care designul interfeței este discutat la fel de atent ca și stratul de carbon însuși.

Cifrele care decid dacă mașina plătește înapoi

O fișă de specificații este un document de negociere. Acestea sunt valorile care merită stabilite în scris, pentru că fiecare se mapează la banii din magazin.

• Clasa de aderență: Rezultatele indentării Rockwell ale HF1 sau HF2 sunt de calitate pentru producție. HF3 și HF4 înseamnă că stratul intermediar sau etapa de curățare nu își face treaba.
• Uniformitatea grosimii: plus sau minus 5 la sută în zona de rack utilizabilă este bună, 10 la sută este acceptabilă. Orice lucru mai liber apare ca uzură prematură a părților exterioare ale unui lot.
• Timp de ciclu: pompare, gravare ionică, depunere și răcire combinate. Un ciclu de 90 de minute la 400 de părți bate un ciclu de 40 de minute la 120 de părți de fiecare dată.
• Capacitatea de încărcare: măsurată în suprafața acoperită utilizabilă, nu în volumul camerei. O cameră mare cu dispozitive slabe ține mai puțin decât una compactă.
• Plafonul temperaturii substratului: ceea ce face mașina în vârful intervalului permis, nu în mijlocul acestuia.
• Durata sursă și țintă: câte loturi înainte ca un catod sau o țintă să fie schimbată și cât timp această schimbare oprește producția.
• Repetabilitate de la lot la lot: aceeași piesă acoperită la șase săptămâni distanță ar trebui să aterizeze în câțiva GPa și câteva zecimi de micrometru.

O acoperire care trece un test de duritate, dar eșuează un test de zgârieturi nu este un strat dur. Este o cerere de garanție întârziată pentru o piesă care a fost deja expediată.

Duritatea este cifra cel mai ușor de citat și cea mai puțin informativă în sine. O peliculă de 45 GPa care se scapă după 2.000 de lovituri este mai rău decât o peliculă de 20 GPa care ține 200.000. Prin urmare, testarea de acceptare ar trebui să combine duritatea cu un test de zgârieturi, o verificare a aderenței Rockwell și o încercare reală de uzură a geometriei reale a piesei.

Ce se schimbă la magazin

Camera în sine ocupă mai puțin spațiu decât infrastructura din jurul ei. Un sistem DLC de dimensiuni medii ocupă probabil 15 până la 30 de metri pătrați, inclusiv pachetul de pompare, sursele de alimentare și răcitorul de lichid, dar amprenta practică include și o zonă de încărcare și descărcare, un perete de depozitare a dispozitivelor de fixare și stații de curățare. Acele stații de curățare sunt, de obicei, adevăratul blocaj, nu cel de acoperire.

Pregătirea pieselor este cea mai frecventă cauză a plângerilor despre DLC. Amprentele, reziduurile de fluid de tăiere și straturile de oxid supraviețuiesc unei gravuri cu plasmă mai des decât se așteaptă oricine. Dacă procesul dumneavoastră nu are o linie de curățare controlată înaintea aparatului de vopsit, bugetați pentru una. Costă o fracțiune din mașină și previne majoritatea erorilor de aderență care sunt puse pe seama mașinii.

Potrivirea mașinii la piesele pe care le executați

Substratul decide mai mult despre configurație decât acoperirea. Trei grupuri largi acoperă majoritatea cumpărătorilor și un producător, cum ar fi un constructor de echipamente de acoperire cu vid PVD și DLC va întreba în mod normal care dintre ele reprezintă volumul dumneavoastră de producție înainte de a cita o cameră.

Scule de tăiere și matrițe de formare

Frezele de capat, burghiile, robinetele, poansonele și matrițele de formare beneficiază toate de un strat de carbon dur, cu frecare redusă, dar necesită aderență ridicată și, pe carbură, un strat intermediar atent pentru a limita difuzia cobaltului. Mașinile cu arc catodic domină acest segment deoarece duritatea ta-C supraviețuiește sarcinilor de tăiere întrerupte care sparg peliculele mai moi. Pregătirea razei marginilor contează la fel de mult ca și acoperirea: o margine ascuțită, nelustruită concentrează stresul și eșuează devreme.

Instrumentare medicala si chirurgicala

Lamele chirurgicale, razelele și componentele endoscopice au nevoie de o peliculă care să rămână dură, lubrifiantă și stabilă chimic prin sterilizări repetate. Traseele PECVD la temperatură scăzută sunt de obicei potrivite, deoarece multe aliaje pentru instrumente nu pot tolera temperaturile de suprafață pe care le creează un proces cu arc.

Transmisie auto și mecanică

Componentele injectoarelor de combustibil, tachetele, segmentele pistonului, angrenajele și rulmenții folosesc DLC dopat pentru a reduce frecarea fără a modifica duritatea metalului de bază. Aceste piese sunt de obicei de volum mare și consecvente în geometrie, astfel încât capacitatea de încărcare și timpul de ciclu au mai multă greutate decât flexibilitatea procesului.

Întrebări de rezolvat înainte de a semna

Întrebați-le în scris și păstrați răspunsurile atașate la comanda de cumpărare. Răspunsurile vă vor spune mai multe despre un furnizor decât orice tur al fabricii.

1. Ce substraturi, în ce stare de suprafață, vor reprezenta 80% din loturile dvs.?
2. Care este temperatura maximă a substratului pe care o tolerează piesele dumneavoastră și cum se comportă mașina la această limită?
3. Cum se măsoară grosimea filmului, pe ce probă și cu ce frecvență în timpul producției?
4. Ce standard de aderență se aplică: clasa Rockwell HF, sarcina de testare la zgârieturi sau ambele?
5. Care este timpul de ciclu garantat la sarcina declarată și cine proiectează și deține corpurile de fixare?
6. Ce se întâmplă în timpul unei schimbări a catodului sau a țintei și cât timp este oprită producția?
7. Ce piese sunt consumabile, cât costă pe lot și care este timpul de livrare din regiunea dvs.?
8. Cum arată acceptarea dacă primul test de acoperire nu atinge cifrele convenite?

Punerea în funcțiune și primele trei luni

O mașină de acoperire DLC atinge rareori puterea nominală în prima săptămână. Prima lună este în mod normal la stabilirea parametrilor de curățare, confirmarea etapei de gravare și găsirea tensiunii de polarizare care oferă aderență acceptabilă pe fiecare dintre geometriile pieselor principale. Așteptați-vă să acoperiți mostre care nu părăsesc niciodată clădirea și așteptați-vă ca inginerul de proces să petreacă mai mult timp pregătirii suprafeței decât setărilor de depunere.

Cel mai util lucru pe care îl puteți face înainte de livrare este să trimiteți piese de producție, mai degrabă decât cupoane de testare lustruite. Un cupon lustruit va trece aproape orice test de aderență. Un poanson uzat cu tratamentul termic original și o rază reală a muchiei vă spune ce poate face de fapt mașina cu piesele care plătesc pentru el.

Alegerea unei mașini de acoperire DLC se rezumă la trei întrebări: ce film au nevoie piesele dvs., ce temperatură pot supraviețui și ce repetabilitate vor accepta clienții dvs. Răspundeți la acestea și configurația urmează aproape automat. Sari peste ele si camera devine o modalitate foarte costisitoare de a produce rebuturi cu un finisaj lucios. Producătorii care au acest drept nu cumpără cel mai mare sistem din catalog. Îl cumpără pe cel a cărui fereastră de proces se potrivește cu piesele pe care deja știu să le facă bine.