资源描述：
《薄膜在机械领域的应用ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、薄膜技术在机械领域的应用李贵才080970141超硬薄膜材料金刚石薄膜类金刚石薄膜（DLC）立方氮化硼(c-BN)薄膜碳氮薄膜智能薄膜材料形状记忆合金薄膜纳米薄膜材料2手段和目的：采用化学的、物理的方法改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高机器零件或材料性能。方法：包括化学热处理(渗氮、渗碳、渗金属等);表面涂层(低压等离子喷涂、低压电弧喷涂、激光重熔复合等薄膜镀层(物理气相沉积、化学气相沉积等)和非金属涂层技术等。作用：赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射、导电、导磁等各种新的特性。使原来在高速、高温、高压、重载、腐蚀介质环
2、境下工作的零件，提高了可靠性、延长了使用寿命。3应用概况目的基材表面膜应用方法耐腐蚀高强度钢低碳钢不锈钢特殊钢磁性铁合金Al,CAnTiCrTa螺栓，一般结构件，飞机与航天器，船舶骑车等离子镀溅射镀膜离子注入等离子增强PVD（CVD）离子束混合电镀等耐热钢材Al及其合金Al,CW,Ta,Ti排气管，汽车航空发动机，高温喷气喷嘴同上耐磨各种钢材TiN，TiCTi-B，TiCr，Ta切削刀具，刃具成型工、模具轧辊轴套，轴承同上耐氧化各种钢材AlTiCr高温气体排气管成型工、模具轧辊同上光泽性不锈钢低碳钢黄铜Au，Ag，Al，TiNCrN首饰，装饰
3、品，钟表眼镜架，汽车零部件，一般电镀件同上润滑性各种钢材黄铜TiCCMoS2WS2轴承，轴套，旋转套筒，转子同上4超硬薄膜材料金刚石薄膜制备：采用高温高压方法人工合成的工业金刚石大都是粒度较小的粉末状的产品，只能做磨料和工具。采用化学气相沉积（CVD）方法制备的金刚石膜提供了利用金刚石所有优异物理化学性能的可能性。可以沉积在硬质合金刀片或回转式刀具上。性能：金刚石膜所具有的最高硬度、最高热导率、极低摩擦系数、很高的机械强度和良好化学稳定性，使其成为最理想的工具和工具涂层材料。应用：金刚石薄膜在机械方面的应用是作刀具、模具及耐磨器件上的涂层。目
4、前，金刚石薄膜涂层工具主要上市产品：金刚石膜涂层硬质合金车刀、铣刀、麻花钻头、端铣刀等等。从目前国内外市场的销售情况来看，销售量最大的是端铣刀、钻头和铣刀。5金刚石钹形磨轮金刚石切磨片金刚石锯片金刚石钻头金刚石薄膜涂层硬质合金工具的一个问题是金刚石膜与硬质合金的结合力还需要进一步提高。6类金刚石薄膜（DLC）制备：DLC是一种以碳或以碳和氢为主要成分的非晶碳基薄膜材料。制备方法包括CVD（离子束辅助，直流等离子体，射频等离子体和微波放电等）和PVD（阴极电弧沉积，溅射碳靶和脉冲激光熔融等）方法。性能：与金刚石膜的性质很相近，具有很多优良的力学
5、、电学、光学、热学和声学等物理性质，如高硬度、耐磨损、表面光洁度高、低电阻率、高透光率，又有十分好的化学稳定性。极高的硬度(具有接近金刚石的高硬度)和优异的抗磨损性能，适于作切削刀具、轴承、齿轮及活塞等易磨损机件的镀层；耐腐蚀(防酸、防碱)性能好，可以防止酸、碱及有机试剂的侵蚀；摩擦系数低(0.005~0.002)，表面非常平滑，在装饰工业及生命科学等领域都具有很好的应用前景应用：作为功能薄膜和保护薄膜，其广泛应用于机械、电子、光学、医学、航天等领域中。机械领域如：DLC硬质合金刀具，DLC纤维砂轮，可以对各种难加工材料和硬脆材料进行精密加工
6、和纳米加工。用作刀具涂层，能提高刀具寿命和刀具边缘的硬度，减少刃磨时间，节约成本。用作量具表面涂层，不致于使其改变尺寸和划伤表面。它良好的化学稳定，防止酸碱及有机溶液侵蚀，适用于化工机械部件和多种装饰件的镀层。7DLC膜在机械领域上的应用1.钻头、铣刀DLC膜可以应用于钻头和铣刀上,特别是掺杂金属的DLC膜,它不仅具有高的硬度,还具有低的摩擦系数、抗有色金属粘结。广州有色金属研究院进行了在铣刀上镀TiAlN+DLC膜,在加工有色金属时明显提高使用寿命及加工质量。2.光盘模具及其辅助模具光盘模具是生产CD、CDR、DVD的重要工具,为了减少它与
7、母盘(镍盘)的摩擦,希望模具表面硬且摩擦系数小,目前,国外大多采用DLC膜层,大大提高了模具的寿命和盘片的质量。83.芯轴DLC膜的耐磨减摩及耐腐蚀性,可显著提高齿轮、芯轴等运动部件的使用性能及寿命。图3为广州有色金属研究院制备的DLC膜层芯轴,其寿命延长了3倍以上,耐腐蚀性提高4倍以上。4.刀片上的应用现在DLC也在各种刀片如:剪刀、刮胡刀等上面得到应用。DLC膜减小了刀片与皮肤的摩擦,改善了刀片的性能,延长了使用寿命。95.关键零部件上的应用DLC膜在许多关键零部件也能发挥其优良的性能,如在制冷机的活塞上的应用(见图5)利用其低的摩擦系数
8、,降低摩擦力,提高耐磨性,达到无油润滑及使用寿命要求。在缝纫机配件-旋梭上镀DLC膜(见图6)替代原来的电镀硬铬处理,不但避免了污染环境的问题,而且,明显提高工件表
