Protection contre l´usure par revêtement diadur®/DLC

Avec un revêtement diadur®/DLC (diamond-like carbon – charbon diamantaire), il est possible de modifier les propriétés des surfaces de composants et d´outils de manière durable. Par un process PACVD non polluant (dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma), de fines couches de 2 - 3 µm sont appliquées par vaporisation sur la surface, dans des températures inférieures à 150°.

Bague d´étanchéité
Le revêtement en couche carbonique diadur®/DLC offre des nouvelles propriétés d’usage de la surface, sans modifier le matériau de base. Les caractéristiques particulières d’une couche diadur®/DLC sont son extrême micro-dureté et ses bonnes propriétés de glissement.

Bénéficiez de nos forces:

• Allonger la durée de vie des outils et des composants de machines par une protection optimale contre l´usure.
• Réduction de l’emploi de lubrifiants et de la perte de puissance.
• Suppression des agents de démoulage sur des process de déformation.
• Perspectives de développement dans de nouveaux secteurs comme dans la technologie médicale et alimentaire.

Grâce à ses propriétés extraordinaires, le diadur®/DLC est utilisé dans les secteurs industriels les plus courants. Les avantages qu’on peut en tirer s’affichent particulièrement dans les systèmes soumis à une tribologie importante. Un revêtement diadur® est intéressant quand des surfaces de pièces sont en mouvement l´une par rapport à l´autre, créant de la friction et de l´usure.

Le diadur®/DLC sur des bagues d´étanchéité en carbure de silicium permet d´atteindre des performances supérieures, notamment dans la protection de surface des joints d´étanchéité de compresseurs et de mélangeurs.

Lors de process de transformation de l´aluminium, le diadur®/DLC préserve la surface de l´outil d´accumulations à froid. L’emploi d’agents de démoulage est inutile et la durée de vie des outils de déformation est allongée.

Pour un fonctionnement optimal lors de courses, les composants moteurs et les suspensions des véhicules de courses sont revêtus de diadur®/DLC. Les pertes de puissance sont minimisées et une usure prématurée, évitée.

Couches diamantaires issues de la phase gazeuse
Les composants sont transportés dans une chambre sous vide, évacués et purgés avec du gaz de process. Après obtention de la pression nécessaire en créant une tension électrique entre deux électrodes, la phase gazeuse est transformée en ce qui est appelé plasma.

Description de la suite du process en deux étapes:

1) Le gaz employé durant le process est de l´argon, la réaction physique de plasma entraîne un rongeage. Durant la décharge de gaz, se créent des ions Ar+, qui sont accélérés à haute vitesse en direction de la surface de la pièce. Grâce à la transmission de l´impulsion des ions Ar+, la surface est nettoyée de ses impuretés.

2) Après l´opération de nettoyage se déroule le process de revêtement. La zone de plasma est ionisée et fragmentée après que l’hydrocarbure gazeux y est été déversé. Des produits de la combinaison des composants CxHy se condensent sur la surface et forment un revêtement plasmapolymère similaire au diamant.

Couches diadur®/DLC
Plusieurs modifications du carbone sont connues - diadur®/DLC en est une.
Le diamant est connue comme le matériau le plus dur, et le graphite, apprécié pour ses propriétés en tant que lubrifiant, le diadur®/DLC est une troisième modification du carbone, qui idéalement combine la dureté du diamant avec les propriétés lubrifiants du graphite.

Structure cristalline (figure 1)

• Chaque atome C possède quatre atomes C les avoisinant.
• Ensemble formant un tétraèdre (distance entre les atomes 0,154 nm).
• Forces de cohésion élévées dans toutes les directions.
• Stabilité mécanique extrêmement élevée.

Structure graphite (figure 2)

• Chaque atome C possède trois atomes C voisins (distance entre les atomes 0,142 nm)
• Ensemble formant une structure hexagonale.
• Distance plus grande entre les surfaces de glissement (distance entre les atomes 0,333 nm).
• Les surfaces de glissement sont relativement facilement déplacées les unes par-rapport aux autres.

Structure amorphe - diadur®(figure 3)

• Disposition désordonnée entre les atomes C (noir) et les atomes H (jaune).
• Une structure fortement interconnectée: taux d´hydrogène entre 15-25at% (couche dure).
• Une structure faiblement interconnectée: taux d´hydrogène entre 30-50at% (couche douce).

En raison de leur faible teneur en hydrogène, les couches diadur®/DLC comptent parmi les couches en carbone les plus dures.

La particularité des couches en diadur®/DLC est caractérisée par la combinaison des propriétés de micro dureté élevée à un coefficient de frottement extrêmement faible.

Comparaison de micro duretés		Comparaison de valeurs de frottement
Diamant	100.0 GPa	100Cr6 Métal dur	µ = 0.78 µ = 0.4
diadur®/DLC	25.0 - 30.0 GPa	diadur®/DLC	µ = 0.12
100Cr6 Acier	8.0 -  8.5 GPa 4.0 – 4.5 GPa	Contre pièce: 100Cr6

 

	Type de couche
	diadur®/DLC	diadur®/CS
Épaisseur de couche1 / µm	1 – 4	1 - 10
Microdureté2 HIT / GPa	25 - 30	15 -19
Coefficient de friction par glissement3 vs. 100Cr6	0.12	0.10
Coefficient d’usure4 vs.  suspension de diamant / m³/Nm*10-15	0.6	18
Catégorie d’adhesion5 n. VDI 3198	1	1
Température d’utilisation  / °C	350	400
Température de revêtement / °C	< 150	< 150
Couleur	Noir	Anthracite

Méthode d’essai
1 Méthode Stylus
2 Nano-Indentor
3 Pin on disc
4 De Calo
5 Rockwell 

Technique de mesure et d’essai: contrôle régulier de la qualité du revêtement. 

Un système de commande moderne pilote, surveille et fait état du process de séparation à chaque instant. De plus un contrôle qualité régulier des couches est réalisé dans notre laboratoire d’essai.

Dans le laboratoire pro-beam, les propriétés des couches sont continuellement contrôlées. Pour cela, nous utilisons les méthodes de mesure standard, comme le contrôle de l´épaisseur de la couche, de l’adhésion et de l’usure ainsi que la détermination de la micro dureté des couches pour l´application. 

Downloads

thin_film_technology.pdf