Алмазоподобное DLC-покрытие
Оптимизация производственного процесса – залог успешного развития современного предприятия. Особое значение вопрос снижения производственных издержек имеет для предприятий российского машиностроительного комплекса, испытывающего серьезные трудности в конкурентной борьбе с зарубежными производителями. Применение инновационных технологий дает возможность существенно продлить срок службы оборудования и инструментов, придать им необходимые свойства для решения конкретных задач. Наибольшее развитие получили различные износостойкие упрочняющие покрытия, каждое из которых имеет свою собственную «специализацию».
Среди них алмазоподобные покрытия. Или DLC (Diamond Like Carbon) покрытия, которые успешно применяются в машиностроении, обработке металлов, в других отраслях промышленности, где требуется увеличить прочность инструмента и деталей машин, снизить трение в движущихся частях.
Упрочняющее покрытие, как это свойственно всем значительным изобретениям, прочно и незаметно вошло в нашу повседневную жизнь. Первым шагом массового внедрения стали видеоголовки, выпускаемые компанией Samsung Electronics, известные в России, как технология Diamond Head.
С того времени упрочняющее DLC покрытие значительно расширило спектр своего применения. Достаточно сказать, что они используются в бритвенных лезвиях MACH3 фирмы GILLETTE, придавая им легкость скольжения по коже. Поршневые кольца для двигателей автомобилей, изготавливаемые японской корпорацией Teikoku Piston Rings, за счет напыления на них алмазоподобных пленок обеспечивают более качественное скольжение и минимальный износ в контакте со сплавами современного блока. Такие кольца особенно актуальны для высокооборотных и форсированных моторов. Никого не удивить сегодня инструментами для прецизионного машиностроения, металлообработки, других высокотехнологичных отраслей производства с нанесенным на них DLC-покрытием. Срок службы подобных изделий увеличивается в 5-20 раз (в зависимости от обрабатываемого материала). Каталоги ведущих фирм по производству инструментов насчитывает сотни единиц такого рода продукции.
В России несмотря на ее очевидное лидерство в этой тематике в Советское время благодаря исследованиям уральских ученых из УрО РАН и Белгородского университета, а также на принятие в 2011 г. национального стандарта «Нанопокрытия режущего инструмента на основе алмаза», практически единственным предприятием, производящим напыление покрытий DLC в промышленных масштабах по технологии вакуумного импульсного распыления графита, является компания ООО «Специальные технологии».
Что такое PVD, DLC и IP покрытие часов
В часовом деле наиболее распространёнными покрытиями корпусов часов и браслетов являются PVD, DLC и IP покрытия. При выборе часов покупатели часто сталкиваются с этой характеристикой товара, но не все знают смысловую нагрузку этих понятий. Итак, рассмотрим подробнее каждое из них.
В процессе нанесения PVD покрытия (Physical vapor deposition) используется несколько способов напыления путём конденсации пара наносимого материала – титана или циркония. Этот процесс производится в вакууме при температуре 150-500°С.
Этапы нанесения PVD покрытия:
— в вакууме создаётся пар из частиц вещества, которое будет служить напылением;
— происходит столкновение молекул металла в вакууме;
— этот пар из PVD-металла конденсируется на корпусе часов, образуя плёнку толщиной всего до 5 микрон.
Ключевой момент: процесс нанесения PVD покрытия не подразумевает никаких химических реакций.
После нанесения PVD корпус часов не требует никакой дополнительной обработки. Покрытие не имеет микротрещин, изделие приобретает глубокий матовый цвет без бликов.
Поверхность часов с PVD покрытием гораздо более устойчива к механическим повреждениям извне, к стираниям и царапинам, чем у часов без покрытия. Этот вид покрытия отлично защищает металл от появления ржавчины, что особенно важно для дайверов. Благодаря PVD покрытию, часы сохраняют свой первоначальный вид в течение как минимум 10-15 лет.
Плюсы PVD покрытия очевидны – значительно увеличивается надёжность и срок службы часов. В салонах «Шатель» представлен широкий ассортимент часов с чёрным, розовым, жёлтым, синим, серым и бронзовым PVD покрытием.
DLC (Diamond-like-carbon) – одна их самых лучших разновидностей покрытия. В переводе с английского означается «Углерод с алмазными свойствами». DLC наносится на металл вакуумным конденсатором, но в отличие от классического черного PVD, основой которого является оксид хрома или карбид титана, в DLC поверхность металла защищает особая пленка из углерода, по характеристикам прочности сравнимого со своим ближайшим родственником — алмазом. В итоге получается часовой корпус, устойчивый к сильнейшим механическим повреждениям. Углеродное покрытие с алмазными свойствами так же обеспечивает повышенное сопротивление воздействию электричества и химических веществ.
Интересный факт: если на нержавеющий метал даже среднего качества наносится DLC покрытие, то его срок службы увеличивается от одной недели до 85 лет!
В ассортименте всех швейцарских часовых брендов, представленных в салоне «Шатель» есть часы с DLC покрытием.
Третий распространённый вид покрытия часов – IP покрытие. По сути это разновидность рассмотренного выше PVD покрытия. В процессе нанесения IP покрытия на корпусы и браслеты часов применяется титан или его сплавы. На металл направляется поток ионов наносимого материала, в результате чего на корпусе и браслете часов получается IP слой толщиной всего в 1-2 микрона. Между двумя материалами – нержавеющей сталью и ионами титана/титанового сплава образуется гипоаллергенная прослойка.
Такое покрытие также обеспечивает надёжную защиту от внешних механических повреждений. В целом PVD и IP покрытие по сроку службы идентичны.
Разумеется, наручные часы с PVD и DLC покрытием корпусов и браслетов выглядят эффектно. Однако мы можем предложить также швейцарские часы с золотым корпусом из белого золота, великолепные модели из розового золота и 18-каратного золота, а также часы с титановым корпусом.
Покрытия часовых корпусов. Особенности и отличия
Любому человеку, желающему купить часы, так или иначе приходилось сталкиваться с большим потоком информации. Разнообразные покрытия часовых корпусов – неотъемлемая часть этого потока. Сегодня мы расскажем вам о наиболее распространённых видах покрытия: PVD, IP, DLC. Их не назовёшь «тремя китами» часового мира, но необдуманный выбор часов с тем или иным покрытием корпуса так же нельзя допустить.
PVD (Physical vapor deposition) – первый из трёх видов покрытия, в тонкости которого мы будем вникать. Под одной аббревиатурой PVD объединено несколько способов напыления покрытий путём прямой конденсации пара наносимого материала. Весь процесс происходит в вакууме при температуре от 150 до 500 градусов Цельсия.
Производители часов зачастую не вдаются в подробности о том, какой именно материал они используют для создания покрытия на корпусе. В большинстве случаев мы можем лишь довольствоваться словосочетанием «корпус с PVD покрытием», так и не узнав, что именно было использовано для нанесения плёнки, покрывающей корпус. Тем не менее, сам процесс выглядит достаточно интересно:
1) В вакууме создаётся пар из частиц вещества, выбранного для напыления
2) Пар наносится на корпус часов
3) Пар конденсируется на корпусе
4) Покрытие толщиной вплоть до нескольких микрон готово. Поверхность корпуса часов не требует никакой дополнительной обработки
Теперь мы знаем подноготную процесса нанесения PVD покрытия на корпус часов. Но какую пользу принесут нам эти знания?
Не верьте тому, кто скажет, что PVD покрытие, якобы, было впервые представлено человечеству в 1960-х годах двадцатого века. Знаменитый физик и химик, удостоенный звания почётного члена Петербургской академии наук, англичанин Майкл Фарадей, наносил PVD покрытие на предметы уже в 1830-х годах.
IP (Ion plating) покрытие – не что иное, как одна из разновидностей PVD. В начале данной статьи вы уже могли прочитать о том, что покрытие PVD вмещает в себя несколько способов напыления путём прямой конденсации пара наносимого материала. Покрытие IP, по сути своей, является улучшенной версией PVD в устойчивости к появлению царапин и ржавчины. Основное отличие IP от PVD заключается в наличии дополнительного слоя, он позволяет придать поверхности любой цвет, в зависимости от цвета красителя, используемого в установке, производящей процесс нанесения покрытия.
DLC (Diamond-like-carbon) – одна их самых лучших разновидностей покрытия. Углерод с алмазными свойствами – именно так переводится англоязычное название этого покрытия на русский язык.
Представьте: из особого устройства на корпус часов попадают распавшиеся молекулы углерода, образуя плёнку покрытия. В итоге мы получаем часовой корпус, устойчивый к сильнейшим повреждениям, ведь слой углерода на поверхности достигает истинно алмазной твёрдости. Углеродное покрытие с алмазными свойствами так же обеспечивает повышенное сопротивление воздействию электричества и химических веществ.
Подумать только, но когда на корпус часов из нержавеющей стали среднего уровня качества наносят покрытие DLC, то его срок службы увеличивается от одной недели до 85 лет!
PVD, IP, DLC – не пустые слова, не очередная рекламная уловка. Царапины, удары, капли дождя, химические вещества – все эти враждебные элементы будут остановлены покрытием корпуса часов.
Часовые ремешки, браслеты и цепочки для часов
 |
Заглядывался на Breitling давно, может быть потому, что неким образом авиация близка, может быть потому, что люблю функциональные вещи,
может быть потому, что всегда с трепетом относился к наручным часам.
Весной 2010 года совершенно случайно увидел рекламу Breitling Blackbird Blacksteel. Triple B, как я их называю. Увидел и понял. мое. хочу. В августе 2010 года стал счастливым обладателем лимитки.
Идея и желание носить и гордиться своим Triple B на браслете не отпускала, и не оставляла меня.
Потребовалось более 2 лет, чтобы найти, договориться, приобрести и все организовать.
И так моя мечта сбылась)))) Часы стали уникальными и такими, как я о них мечтал.
Поэтому если интересно пишите в личку, помогу с организацией этого процесса, на который потратил сам уйму времени и сил.
А пока отвечу на несколько возможно интересующих Вас вопросов:
Цвет DLC покрытия по отношению к цвету оригинального Blacksteel покрытия от Breitling?
Восприятие цвета данного DLC покрытия зависит в большой мере от метода/степени обработки покрываемого металла. Если он отполирован, то цвет будет выглядеть ярко черным, если металл обработан пескоструйным образом (матовый), то цвет будет матово-черным.
У Breitling в основном браслеты матовые. Корпуса бывают разные, как полированные, так и матовые.
Стойкость данного DLC покрытия к истиранию, царапинам?
Характеристики данного DLC, который используется для покрытий часов: толщина 2 микрона, микротвердость – 3200 по Vickers, коэффициент трения – 0.07 по «сухой стали».
При мягкой стали (а у всех часов она мягкая), любое(!) покрытие можно пробить (но пробивается сталь, а не само покрытие) иглой и молоточком. Все зависит от разумного подхода. Безусловно, с покрытием и корпус и браслет служат несравненно дольше.
Истирание – свойство относительное.
Используется данное DLC покрытие в основном по заказу аэрокосмических, автомобильных компаний или фирм с индустриального рынка, где в зависимости от использования (например, воздействие трения качения или скольжения), возможно спрогнозировать время работы до истирания и необходимости замены детали.
Свойство материала браслетов Breitling?
Был проведен анализ материала:
— Материал звеньев браслета – хорошая твердая нержавейка,
Следствие: DLC покрытие обеспечивает значительное упрочнение поверхности, царапины не будут появляться очень долго (можно сказать вечно), если конечно не тереть с силой о камни (что приведет к продавливанию поверхности металла), и не обрабатывать алмазом.
— Дужки и застежки сделаны из очень мягкого металла для обеспечения разных изгибов и поворотов (и, еще возможно, чтобы почаще покупали).
Следствие: DLC покрытие на них крепкое, однако мягкость металла делают их уязвимыми, но если относиться к ним аккуратно, то будут служить очень долго.
— Оси и винты сделаны из абсолютно мягкого материала с большим содержанием меди, Следствие: если будете откручивать или менять длину браслета это необходимо делать осторожно с максимально возможной степенью предосторожности.
Вот тогда браслет будет вечным.
Возможно нанести покрытие на все типы браслетов?
DLC покрытие не возможно нанести на браслеты изготовленные из следующих материалов:
TiN, TiCN, TiAlN, CrN, а также повторно нанести на браслеты ранее обработанные PVD покрытием.
Каким образом покрываются скрытые поверхности браслета, которые могут стать видимыми при сокращении длины браслета или его ношении?
Скрытые области не покрываются, но путем индивидуальной оснастки обеспечивается практическая невидимость скрытых полостей при изгибах.
Осуществляется контроль качества нанесения DLC покрытия?
Проверка качества проводится в несколько этапов:
1 этап: Ультразвуковая проверка.
Цель: Обнаружение эффектов отслаивания.
Методика: На большой мощности подается вибрационная нагрузка. Если в каком-то месте нанесения покрытия адгезия углеводорода не удовлетворяет норме – дефект определяется в ходе постоянного визуального контроля отслаивания покрытия во время тестирования, а также в ходе контроля под микроскопом по окончанию теста.
2 этап: Проверка на «ударостойкость»
Цель: Обнаружение эффектов отслаивания.
Методика: нанесение «мягких» ударов аргоном под ускорением. Принцип: Это как ударять по штукатурке, чтобы обнаружить скрытые дефекты адгезии между материалом и стеной. При наличии скрытых дефектов именно в этих местах DLC покрытие отпадет.
По результатам данных тестов достигается 100% уверенность, что адгезия между покрытием и материалом браслета соответствует необходимой.
DLC coating
В конце 1960-х годов американские физики Сол Айзенберг и Рональд Шабот сказали новое слово в области упрочняющих технологий — первыми в мире нанесли на подложку алмазоподобное покрытие. Тонкая углеродная пленка состояла из алмазоподобных (sp 3) и графитоподобных (sp 2) связей, объединенных в аморфную структуру. Первые сообщали ей твердость алмаза, вторые — скольжение графита.
Углерод — очень изменчивый элемент. Такая изменчивость определяется разнообразием типов связей атомов углерода друг с другом и с другими атомами. Так, в графите атомы углерода сильно связаны друг с другом в плоскости, но слабо связаны в направлении, перпендикулярном этой плоскости. Графит — мягкий, электропроводный, непрозрачный материал.
С другой стороны, в алмазе атомы углерода имеют сильные связи во всех направлениях. В результате, алмаз – материал, обладающий наивысший твердостью из известных материалов.
Алмазоподобные (DLC) покрытия состоят из атомов углерода как с алмазными атомными связями (сильными во всех направлениях), так и с графитоподобными (атомы связаны друг с другом в плоскости, но слабо связаны в направлении, перпендикулярном этой плоскости).
Это открывало широчайшие возможности для использования DLC-покрытий в тех отраслях промышленности, где требовалось увеличить прочность рабочего инструмента и снизить трение между деталями.
DLC — Diamond-Like Coating (алмазоподобное углеродное покрытие) — процесс нанесения покрытия методом PVD при использовании слоя алмазоподобного углерода. Это прочное и снижающее трение покрытие антрацитового цвета в значительной степени состоит из покрытых графитом алмазов величиной в несколько нанометров. Эту структуру кратко называют алмазоподобным углеродным покрытием (DLC).
Благодаря слоистой алмазоподобной структуре, покрытие DLC очень прочное. Оно существенно твёрже и прочнее сверхпрочных сортов стали, а также чрезвычайно устойчиво к коррозии и приятно на ощупь. Покрытие DLC прочнее классических типов покрытий PVD, и поэтому обладает повышенной стойкостью к истиранию.
DLC, возможно, одно из самых прочных покрытий, придающее поверхности чрезвычайное сопротивление абразивам, солям, кислотам, щелочам и маслам.
Алмазоподобные покрытия наносятся на режущий инструмент. Благодаря низкому коэффициенту трения, режущий инструмент не увязает в металле, а высокая прочность покрытия защищает рабочую поверхность, что продлевает время использования инструмента до нескольких десятков раз. Способствует коррозионной защите деталей, литейных и пресс-форм. Нанесение DLC-напыления на литейные и пресс-формы значительно увеличивает срок их службы.
Основные свойства алмазоподобного углеродного покрытия: Высокая твердость; Низкий коэффициент трения, высокая износоустойчивость, химическая инертность, биосовместимость, экологическая чистота.
В каталоге найдено 182 товара с такой характеристикой.
