Jump to the content of the page

Nanoindrukking op slijtvaste DLC-coatings aangebracht op motoronderdelen

Om de uitstoot van verbrandingsmotoren te verminderen zonder dat dit ten koste gaat van de prestaties, werken de fabrikanten voortdurend aan het verbeteren van het vermogen van de bewegende delen (bijv. nokkenassen, zuigerveren en tandwielen) om weerstand te bieden tegen slijtage en om de wrijving te verminderen. Het coaten met DLC (diamantachtige koolstof) is zo'n optimalisatie. DLC-coatings zijn niet alleen zeer hard, maar hebben ook een bepaalde taaiheid - dat zijn twee van de kritische parameters die tijdens het coatingproces moeten worden bewaakt. 

Voornamelijk samengesteld uit amorfe diamant en amorf grafiet, dienen DLC-coatings in de eerste plaats als bescherming tegen slijtage, maar ze minimaliseren ook de wrijving. Door hun donkere kleur en de minuscule grootte van de inkeping is het bepalen van hun hardheid door het optisch meten van de indringingsdruk bijna onmogelijk en dus onbetrouwbaar.

Een nauwkeurigere methode voor het testen van DLC-coatings is nanoindentatie, waarbij de kracht en de verplaatsing continu worden gemeten tijdens zowel de laad- als de losfase. Uit deze gegevens kan men de hardheid en andere kwaliteitsbepalende kenmerken berekenen, zoals de indrukmodulus. Deze methode voorkomt ook dat het substraatmateriaal enige invloed heeft op de meetresultaten.

In dit voorbeeld worden de meetresultaten van een 3 µm dikke DLC-laag gepresenteerd, zoals bepaald met de FISCHERSCOPE® HM2000. De Martens hardheid (HM) houdt rekening met de plastische en elastische vervorming van het monster. De indrukmodulus (EIT) maakt het echter ook mogelijk om conclusies te trekken met betrekking tot het elastische gedrag. De waarden voor de indringingshardheid (HIT) en de resulterende geconverteerde Vickers-hardheid (HV) geven de plastische eigenschappen van de monsters aan.

Martenshardheid (HM) en andere parameters van de DLC-coating. De tabel toont de gemiddelde waarde, de standaardafwijking en de variatiecoëfficiënt van 12 metingen; de grafiek toont het diepte-afhankelijke profiel.
DLC

coating
HM

N/mm²
EIT/(1-vs^2)

GPa
HIT

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

De standaardafwijkingen en variatiecoëfficiënten illustreren de nauwkeurigheid waarmee deze kwaliteitsgerelateerde parameters kunnen worden bepaald, zelfs op ruwe monsters met dunne coatings. Maar de FISCHERSCOPE® HM2000 maakt het ook eenvoudig om deze zeer geavanceerde metingen te doen:

  • Uiterst snelle monstervoorbereiding
  • Korte meettijd
  • Hoge diepteresolutie
  • Minimale, dus te verwaarlozen, apparaatconformiteit

<sterke>Wanneer het van cruciaal belang is om de mechanische eigenschappen van DLC-coatings met snelheid, nauwkeurigheid en precisie te bepalen, is de FISCHERSCOPE® HM2000 onmisbaar. Voor meer informatie kunt u altijd contact opnemen met uw lokale FISCHER-vertegenwoordiger.

Jump to the top of the page