Diamond like carbon

Rezumat:

Diamond Like Carbon este o acoperire pe stratul superficial al materialor metalice de maxim 1-2 mm adancime pe bază de carbon ce confera materialului tratat caracteristici asemănătoare diamantului, de asemenea creste capacitate de încărcare a materialului, mareste caracteristicile tribologice, mareste rezistenta la uzura si scade rugozitatea materialului.

Este utilizat în special pentru componente supuse unor solicitări foarte mari si repetate, pentru componentele sistemelor de injecție și ale motoarelor.

In aceste conditii putem spune ca acest tip de acoperire a materialului cu un strat de carbon are un impact foarte mare si in protectia mediului inconjurator deoarece mareste durata de viata a materialului.

Cuvinte cheie (Keywords): Diamon Like Carbon; Coating; Carbon amorf, CAM(Coating Assisted by Microwaves)

Introducere

Diamond Like Carbon sau altfel denumit DLC sau acoperire de carbon amorf este cea mai nouă familie de acoperire depusa în vid pentru a îmbunătăți performanța produselor. Acoperirile Diamond Like Carbon sunt unice prin faptul că acestea sunt singurul grup de acoperiri care confera o frecare redusă, care prezintă o duritate ridicată a suprafeței și un coeficient de frecare scăzut, care asigură o rezistență la uzură si care menține acoperirea depusa pentru o perioadă mai lungă de timp.

Termenul de DIAMOND LIKE CARBON a aparut pentru prima oara in anul 1971. Procesul a fost decoperit accidental in timpul unei cercetari asupra procesului de sinteza a diamantului in faza de vapori. La inceputul anilor 1950, sinteza de mare presiune a diamantului cristalin a fost dezvoltata, acest procedeu a necesitat echipament special si foarte scump. Dupa, aceste cercetari au dus la descoperirea sintezei diamantului in faza de vapori crescand numarul cristalelor de diamant din hidrocarburi.

In anul 1971 in timpul procesului Aisenberg et al. au obtinut o foaie de hartie cu un strat subtire, dur, care era compus din carbon, acesta a fost numit mai tarziu DLC. Dupa acest experiment cercetarile sau intensificat, astfel au fost descoperite metode de DLC prin care se obtineau caracteristici superioare de lubrifiere, coeficient mic de frecare, duritate foarte mare si stabilitate chimica.

Coeficientul foarte mic de frecare obtinut prin acest procedeu a atras atentia industriei de automotive. DLC este folosit astazi pentru a acoperii anumite componente din sistemele de injectie a masinilor: injectoare sau pompe, si din interiorul motorului. Un alt beneficiu este cresterea duratei de viata a produsului. Acest lucru aduce o economie importanta de carburant care ajuta la protectia mediului inconjurator.

Cuprins al referatului

In Romania DLC este foarte putin folosit deoarece necesita echipamente foarte scumpe, desigur trebuie facuta si o cercetare asupra fenomenului pentru a gasi “reteta” potrivita pentru initializarea unui asemenea procedeu.

De obicei producatorul unui astfel de echipament iti ofera masina si suport pentru instalare si punerea in functiune, pentru a gasi exact parametri de care ai nevoie pentru a obtine caracteristicile dorite se fac incercari multiple, schimband parametri masinii. Acest lucru necesita o forta de munca inalt calificata, un laborator metalografic dezvoltat si multe alte echipamente pentru diferite teste (ex.test de anduranta). De aceea este foarte greu de implementat un astfel de proces.

In Iasi este prezent un astfel de procedeu la firma Delphi, ei fac DLC la anumite componente din injectoare si pompe. In Romania exista o firma care este specializata de coating DLC numita Oerlikon Balzers cu sediul in com. Maracineni jud. Arges situata la cativa km langa Pitesti.

In continuare voi prezenta fluxul tehnologic pentru realizarea DLC-ului care exista in Oerlikon Balzers:

Etapele fluxului tehnologic:

1.Verificarea la primire:

Piesele care urmează să fie acoperite sunt verificate cu privire la cantitate, material și starea suprafeței

Fig.1 Sursa [1]

2.Curatarea:

Suprafețele curate sunt esențiale pentru aderența acoperirii. Din acest motiv, Oerlikon Balzers depune eforturi mari pentru pregătirea suprafețelor pentru DLC și oferă linii de curățare cu ultrasunete cu mai multe trepte, folosind băi alcaline cu soluții apoase fără aditivi care să afecteze mediul înconjurător.

Fig.2 Sursa [1]

3.Pre-tratament

Dacă este necesar un pre-tratament suplimentar, Oerlikon Balzers utilizează tehnologiile corespunzătoare în fiecare caz (de exemplu, degazificarea într-un cuptor cu vid, pentru eliminarea reziduurilor materiale din orificiile înguste, sau microsablarea pentru a elimina straturile poroase ale suprafeței, pregătirea muchiilor pentru sculele așchietoare).

1.Site-ul producatorului Orelikon Balzers, Disponibil la: https://www.oerlikon.com/balzers/ro/ro/ , accesat la 2.06.2017

2. Klaus Bewilogua & Dieter Hofmann. Surface & Coatings Technology. Disponibil la: https://www.researchgate.net/profile/K_Bewilogua/publication/260011469_History_of_diamond-like_carbon_films_-_From_first_experiments_to_worldwide_applications/links/5651a28b08aeafc2aab9f2c1/History-of-diamond-like-carbon-films-From-first-experiments-to-worldwide-applications.pdf , accesat la 1.06.2017

3.Hideki MORIGUCHI*, Hisanori OHARA and Masanori TSUJIOKA. History and Applications of Diamond-Like Carbon Manufacturing Processes , disponibil la http://global-sei.com/technology/tr/bn82/pdf/82-09.pdf , accesat la 2.06.2017

4.Diamond-like carbon. Disponibil la: https://en.wikipedia.org/wiki/Diamond-like_carbon , accesat la 2.06.2017

5. Quality Surface Treatment Solutions, disponibil la http://www.northeastcoating.com/products/dlc-coating/process, accesat la 11.06.2017