다이아몬드 라이크 카본 코팅이란? 다음은 제품 디자이너가 알아야 할 사항입니다.

다른 부품이나 어셈블리와 접촉하는 부품이나 구성 요소를 만들려는 제품 디자이너입니까, 아니면 가혹한 화학 물질이나 환경에 노출되는 제품을 만들 계획입니까? 그렇다면 내마모성과 내화학성이 높은 소재를 선택해야 합니다.

그러나 여러 엔지니어링 재료가 인상적인 내마모성과 화학적 특성을 가지고 있지만 이러한 재료는 일반적으로 저렴하게 출시되지 않습니다. 따라서 일류 제품 디자이너 및 제조업체는 다이아몬드 라이크 카본 코팅과 같은 특수 표면 마무리 공정을 사용하여 일반 금속의 특성을 향상시킵니다.

다이아몬드와 같은 탄소 코팅(DLC) 이온화되면 생성되고 분해된 탄소는 높은 에너지로 기판 표면에 착륙한다. 이 코팅은 내마모성, 내식성 및 마찰 계수와 같은 기질의 특성을 향상시켜 광범위한 응용 분야에 이상적입니다.

이 기사에서 우리는 다이아몬드와 같은 코팅의 기본으로 돌아갈 것입니다. 우리는 또한 여러 산업에서 이러한 코팅의 유형과 적용을 다룰 것입니다. 시작하겠습니다!

그림 1:다이아몬드와 같은 탄소 코팅이 된 금속 기판

다이아몬드 유사 코팅 이해

"다이아몬드 같은 코팅"이라는 말을 처음 들으면 다이아몬드(알려진 가장 단단한 천연 물질 중 하나)가 코팅 재료로 사용되기 위해 어떻게 가공되고 있는지 궁금할 것입니다.

하지만 DLC를 이런 식으로 생각하면 안 됩니다. 대신 다이아몬드와 같은 코팅을 독특하게 만드는 필수 화학 원소인 탄소를 생각하고 싶습니다. 탄소는 4가입니다. 즉, 다른 원자와 결합을 형성하는 데 사용할 수 있는 전자가 4개 있습니다. 형성된 결합의 수와 이러한 결합의 배열은 탄소 화합물이 소유할 특성을 결정합니다.

예를 들어, 다이아몬드의 분자 구조는 다른 탄소 원자와 분자 결합을 형성하는 4개의 전자를 갖는 여러 탄소 원자를 특징으로 합니다. 대조적으로, 흑연의 분자 구조에 있는 탄소 원자는 이 전자 중 3개만 사용하여 서로 분자 결합을 형성합니다. 이 약간의 변화가 다이아몬드 결정을 매우 단단하게 만들고 흑연을 매우 부드럽게 만드는 것입니다.

그림 2:다이아몬드와 흑연의 분자 결합 출처:WikiMedia Commons

다이아몬드와 같은 탄소 필름은 기본적으로 다이아몬드 및 흑연과 같은 탄소 원자로 만들어집니다. 그러나 DLC 필름은 다이아몬드와 흑연의 원자 구조를 결합합니다. 즉, 여러 탄소 원자가 있으며 원자의 전자 3~4개를 사용하여 분자 결합을 형성합니다. 결과적으로 DLC는 다이아몬드와 흑연의 특성을 결합한 것입니다.

다이아몬드 코팅의 특성

#1 낮은 마찰 계수

마찰 계수(마찰 계수라고도 함)는 엔지니어가 재료(또는 제품)가 다른 표면 위로 미끄러질 때 마찰에 얼마나 잘 저항하는지 설명하는 데 사용하는 무차원 숫자입니다.

DLC 코팅은 0.015에서 0.2 사이의 매우 낮은 마찰 계수를 갖습니다. 결과적으로 DLC 코팅 부품(또는 어셈블리)은 일반적으로 프로세스(또는 기계적 작동)를 유지하는 데 더 적은 에너지가 필요합니다. 따라서 자동차 산업, 기계 공장 및 항공 우주 산업과 같이 움직이는 부품이 필요한 응용 분야에서 매우 유용합니다.

자세히 알아보기:제조업체가 항공우주 부품을 제조하는 방법 이해

#2 우수한 내마모성

마모는 마찰로 인해 재료의 마모(마모 또는 문지름) 부분을 나타냅니다. 일반적으로 기계 작업에서는 바람직하지 않고 피할 수 없습니다. 이 문제를 해결하는 유일한 방법은 특정 응용 분야에 필요한 내마모성이 높은 재료를 찾는 것입니다.

DLC 코팅 금속은 일반 금속에 비해 높은 내마모성을 제공합니다. DLC 코팅이 제공하는 마모 수준에 대한 아이디어를 제공하기 위해 두 금속에 대해 수행되는 내마모성 테스트를 보여주는 그림 3을 살펴보겠습니다.

그림 3:다이아몬드형 탄소 코팅 소재의 내마모성 테스트

첫 번째 금속 부분에는 추가 코팅이 없고 다른 금속은 DLC 코팅되어 있다고 가정합니다. 이러한 시나리오에서 동일한 힘을 사용하여 두 재료에 인덴터를 맞물리면 DLC 코팅된 표면이 코팅되지 않은 표면만큼 긁히지 않는다는 것을 알 수 있습니다. 이러한 고유한 특성으로 인해 DLC 코팅 부품은 자동차 엔진 마모 부품, 인젝터 및 보석 응용 분야에 유용합니다.

#3 내식성

DLC 코팅은 내부식성을 제공하므로 부품이 습하거나 공격적인 환경(예:파이프라인 및 항공우주 부품)에 노출되는 적용 분야에 이상적입니다.

#4 미학

DLC 코팅은 금속 부품을 공격적인 분위기로부터 보호하는 동시에 부품의 미적 외관을 거의 또는 전혀 변화시키지 않기 때문에 다른 유형의 코팅과 차별화됩니다. 또한 DLC 코팅 공정을 통해 무연탄에서 짙은 검정색까지 매력적인 색상 범위를 얻을 수 있습니다.

DLC 코팅의 종류

DLC 코팅은 화학 구조에 추가된 금속(또는 비금속)에 따라 다양한 유형으로 제공됩니다. 예를 들어, 금속 도핑된 DLC 코팅은 단순히 티타늄, 몰리브덴, 텅스텐, 알루미늄 및 크롬과 같은 금속과 합금된 DLC입니다. 대조적으로, 비금속 도핑 DLC 유형에는 실리콘-DLC, 불소-DLC 및 질소-DLC가 포함됩니다.

그림 4:금속 기판에 실리콘이 도핑된 DLC 코팅

이상적인 합금 DLC 코팅 선택은 애플리케이션 요구 사항에 따라 달라집니다. 예를 들어, 티타늄 합금 DLC 코팅은 우수한 마찰 특성, 생체 불활성 및 화학적 불활성으로 인해 의료 응용 분야에 이상적입니다. 이와 대조적으로 실리콘 합금 DLC 코팅은 절삭 공구, 엔진 블록, 피스톤 및 기어에 이상적입니다.

그림 5:DLC 코팅된 피스톤 및 실린더 부품

고맙게도 Gensun과 같은 일류 기계 공장은 일반적으로 고객에게 표면 마감 자문 서비스를 제공합니다.

DLC 코팅 서비스:Gensun이 도와드립니다

Gensun은 아시아 전역에 기계 가공 서비스를 제공하는 선두 업체입니다. 최첨단 제조 기술을 사용하여 부품을 제조할 뿐만 아니라 다이아몬드와 같은 탄소 DLC 코팅과 같은 고품질 표면 마감 서비스도 제공합니다. 당사의 엔지니어, 기계 기술자 및 품질 관리 전문가가 함께 협력하여 올바른 제품을 완성합니다.

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