Moderní a budoucí spalovací motory vytvářejí nové problémy k vyřešení.
Oleje a aditiva, velikost komponent a finalizace povrchu, tlak kontaktu a rychlost přinášejí nové výzvy pro povrchové úpravy a povlaky. K dispozici jsou povlaky nové generace k poskytování kombinovaných řešení.
Pokud jde o PVD povlaky pro automobilové komponenty, lze zvážit dvě skupiny povlaků:
Vrstvy založené na uhlíku, které nabízejí nejnižší tření kombinované s odolností proti opotřebení.
Nitridy se zaměřují na odolnost proti adhezivnímu otěru (zadření).
Povlaky DLC (Diamond Like Carbon) zahrnují hydrogenované DLC (typ a-C:H) a bezvodíkové DLC (typ ta-C), které oba poskytují řešení různých problémů, které se někdy překrývají. Volbu lze provést v závislosti na teplotě (až 450 °C), oleji a aditivech, kontaktní geometrii…
HEF Group nabízí všechny typy povlaků na bázi uhlíku s velmi širokým rozsahem tvrdosti a tloušťky, aby posloužily pro každou aplikaci.
Kompletní globální služby hromadné výroby, odborníci na tribologii již více než 60 let, rozsáhlé znalosti povrchového inženýrství, interakcí a mechanismů poruch nám umožňují poskytovat řešení pro nejnáročnější aplikace.
V posledních letech se silně rozvinula nová generace povlaků se značným komerčním úspěchem. Tyto povlaky DLC mají výhodu vysoké tvrdosti (1 500 - 3 200 HV), ale také mnohem nižšího koeficientu tření než mají konvenční tvrdé vrstvy, jako je TiN, TiCN atd. (5 až 10krát nižší ).
Tato jedinečná kombinace vlastností otevřela nové možnosti a umožnila vylepšování technických dílů, jako jsou součásti motoru atd. Navíc jsou tyto povlaky obecně biokompatibilní, a proto jsou vhodné pro použití v kontaktu s potravinami a v lékařství.
Aby byly splněny různé provozní podmínky, s nimiž se setkávají technické komponenty používané pro automobilový průmysl a další generické průmyslové aplikace, HEF vyvinul řadu povlaků DLC schopných splnit všechny požadavky na snížení tření.
HEF se tak výrazně podílí na vývoji technologií zaměřených na snížení spotřeby paliva a emisí CO2 v automobilovém průmyslu, přičemž řešení vyvinutá HEF nyní používají výrobci motorů po celém světě pro zlepšení tření:
• v systémech vahadel
• v mobilních spojovacích systémech
• v převodových soustavách
Tyto povlaky obecně obsahují několik vrstev různých materiálů, jako je Cr, CrN, Si, W a WC-C v kombinaci s vrchní vrstvou amorfního uhlíku obohaceného nebo neobohaceného vodíkem.
Výběr podvrstvy je založen na několika faktorech: požadavky na přilnavost, způsob opotřebení, typ kontaktu, režimy tření během provozu, použité zatížení a další metalurgické úvahy.
Tyto povlaky nabízejí jedinečnou kombinaci vysoké tvrdosti a nízkého koeficientu tření ve srovnání s konvenčním povlakem PVD (TiN, CrN, AlTiN atd.) a měkkými povlaky (jako jsou tuhá maziva: Mo2S).
Některé z nejběžnějších našich komerčních variant a-C:H povlaků DLC jsou uvedeny níže.
Povlak
Architektura vrstvy
Tloušťka (µm)
Tvrdost (HV)
Teplota povlakování (°C)
Maximální pracovní teplota (°C)
Koeficient tření (suchý stav)
Aplikace
Certess™DT
a-C:H dopovaný kovem
obecně 2-4
Přizpůsobitelné, aby vyhovovaly aplikaci
1000-1500
150 - 300 závisí na substrátu
350
0,20 - 0,25
Odolnost proti adhezivnímu otěru mechanických součástí. Automobilové komponenty, suchý stav.
Certess™DCX
Cr,N + a-C:H
obecně 2-4
Přizpůsobitelné, aby vyhovovaly aplikaci
obecně 2000-2200
rozsah: 1000-2800
150 - 300 závisí na substrátu
350
0,11 - 0,15
Odolnosti proti adhezivnímu otěru vysoce zatížených kontaktů. Snížení ztrát třením u automobilových komponentů.
Certess™DCY
Cr + WCC + a-C:H
obecně 2-4
Přizpůsobitelné, aby vyhovovaly aplikaci
obecně 2000-2200
rozsah: 1000-2800
150 - 300 závisí na substrátu
350
0,11 - 0,15
Odolnosti proti adhezivnímu otěru vysoce zatížených kontaktů. Snížení ztrát třením u automobilových komponentů.
Certess™DCZ
CrN + WCC + a-C:H
obecně 2-4
Přizpůsobitelné, aby vyhovovaly aplikaci
obecně 2000-2200
rozsah: 1000-2800
150 - 300 závisí na substrátu
350
0,11 - 0,15
Odolnosti proti adhezivnímu otěru vysoce zatížených kontaktů. Snížení ztrát třením u automobilových komponentů.
TETRAHEDRÁLNÍ AMORFNÍ UHLÍK (TA-C): EVOLUCE DIAMANTOVÉHO UHLÍKU (DLC) PRO APLIKACE PŘI EXTRÉMNÍM NAMÁHÁNÍ.
Vývoj nových motorů, které musí splňovat přísné ekologické normy, vedl k nejnovějším technologicky vyspělým koncepcím a novým povrchovým úpravám. HEF GROUPE, jeden ze světových lídrů v povrchovém inženýrství, má díky svým řešením pro depozici DLC (Diamond Like Carbon) bezkonkurenční znalosti v oblasti optimalizace hnacího ústrojí.
Díky svým jedinečným mechanickým vlastnostem a chemické inertnosti povlaky DLC výrazně snižují ztráty třením, opotřebení a riziko zadření, bez ohledu na vlastnosti maziva.
V současné době většina DLC řešení navrhovaných pro mazané mechanické kontakty jsou vrstvy z hydrogenovaného amorfního uhlíku (a-C:H), které při extrémním namáhání mají omezení (teplota, zatížení, oxidační atmosféra,...).
Tato omezení lze překonat díky použití vrstev amorfního tetraedrického uhlíku (ta-C), což umožňuje držet krok s nejnovějším a nejnáročnějším technickým vývojem při zachování exkluzivních vlastností DLC.
Ačkoli a-C:H a ta-C patří do stejné skupiny materiálů, nevyrábějí se stejným procesem nanášení.
Vrstva a-C:H se získává pomocí PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapour deposition) v plynném prostředí.
Zatímco ta-C se vyrábí pomocí obloukového napařování (Physical Vapor Deposition Arc) z pevného uhlíkového terče.
Technologie PVD-arc umožňuje výrobu povlaku ta-C s vyšším procentem hybridizace sp3 bez vodíku a poskytující vyšší tvrdost.
Pro každý povlak vyvinula společnost HEF GROUPE patentovaný plug n‘ play zdroj, který lze použít v našem vysoce produktivním, robustním, a námi vyráběném povlakovacím zařízení.
Tato strategie je skutečnou výhodou pro možnost vyrábět nejnovější verzi každého povlaku s optimální spolehlivostí a konkurenceschopnými cenami.
V HEF GROUPE nejsme jen specialisté na povlaky, ale také odborníci na tribologii. Rozsáhlá výzkumná práce nám umožňuje potvrdit, že:
V podmínkách mazání vykazují oba povlaky stejnou úroveň tření díky dvěma hlavním charakteristikám DLC:
drsnost DLC se při používání neustále snižuje.
chemická netečnost vůči aditivům přítomným v oleji.
Díky vyššímu procentu sp3 a žádnému vodíku, poskytuje povlak ta-C:
zvýšení odolnosti proti abrazivnímu otěrur
zvýšení odolnosti proti tribo-chemickému otěru
Nicméně, s povlakem ta-C:
vyšší napětí má za následek menší tloušťku povlaku
je nemožné zpracovat součásti se složitou geometrií kvůli nutnosti opětovného leštění po nanesení
V rámci HEF GROUPE jsou obě technická řešení dostupná po celém světě se stejnou úrovní kvality.
Našim klientům dáváme svobodu zvolit si nejvhodnější řešení jejich problémů.
Níže naleznete subjektivní hodnocení mezi a-C:H a ta-C pro mazané kontakty.
