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Nanoindentación en recubrimientos DLC resistentes al desgaste aplicados a componentes del motor

Para reducir las emisiones en los motores de combustión, sin sacrificar el rendimiento, los fabricantes trabajan continuamente para mejorar la capacidad de las partes móviles (por ejemplo, árboles de levas, anillos de pistón y engranajes) para resistir la abrasión y reducir la fricción. Recubrirlos con DLC (carbono similar al diamante) es solo una optimización. Los recubrimientos DLC no solo son muy duros, sino que también presentan una cierta dureza, que son dos de los parámetros críticos que deben monitorearse durante el proceso de recubrimiento.nbsp;

Compuestos principalmente de diamante amorfo y grafito amorfo, los recubrimientos DLC sirven en primer lugar como protección contra el desgaste, pero también minimizan la fricción. Debido a su color oscuro y al tamaño minúsculo de la identación, determinando su dureza midiendo ópticamente la impresión de penetración es casi imposible y, por lo tanto, poco confiable.

Un método más preciso para probar los recubrimientos DLC es la nanoindentación, durante la cual la fuerza y ​​el desplazamiento se miden continuamente durante las fases de carga y descarga. A partir de estos datos, se puede calcular la dureza y otras características que determinan la calidad, como el módulo de identación. Este método también evita que el material del sustrato ejerza influencia sobre los resultados de la medición.

En este ejemplo, se presentan los resultados de medición de una capa de DLC de 3 µm de grosor utilizando el FISCHERSCOPE® HM2000. La dureza Martens (HM) tiene en cuenta la deformación plástica y elástica de la muestra. Sin embargo, el módulo de identación (E IT ) también permite sacar conclusiones sobre el comportamiento elástico. Los valores de la dureza de penetración (H IT ) y la dureza de Vickers (HV) resultantes indican las propiedades plásticas de las muestras.

La dureza Martens (HM) y otros parámetros del recubrimiento DLC. La tabla muestra el valor medio, la desviación estándar y el coeficiente de variación de 12 mediciones. La gráfica muestra el perfil dependiente de la profundidad.
DLC

recubrimiento
HM

N / mm²
EIT / (1-vs ^ 2)

GPa
HIT
< br /> N / mm²
HV
X 8442.98 173.71 19398.17 1833.13
s 785.22 15.89 2320.85 219.32
V /% 9.3 9.15 11.96 11.96

Las desviaciones estándar y los coeficientes de variación muestran la precisión con la que se pueden determinar estos parámetros relacionados con la calidad incluso en muestras rugosas con recubrimientos delgados. Pero el FISCHERSCOPE® HM2000 también simplifica la toma de estas mediciones altamente sofisticadas: < / p>

  • Preparación de muestras extremadamente rápida
  • Tiempos de medición cortos
  • Resolución de alta profundidad
  • Mínimo, por lo tanto insignificante, cumplimiento del dispositivo
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    Cuando es absolutamente crucial determinar las propiedades mecánicas de los recubrimientos DLC con rapidez y precisión, el FISCHERSCOPE® HM2000 es indispensable. Para obtener más detalles, comuníquese con su representante local de FISCHER en cualquier momento.

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