Qu’est-ce que le revêtement DLC ?
Le revêtement DLC est une technologie de traitement de surface présentant d’excellentes caractéristiques telles qu’une dureté élevée, une résistance à l’usure, un faible frottement et une résistance à l’adhérence.
DLC est l’abréviation de Diamond like Carbon, ou carbone similaire au diamant.
Utilisations des revêtements DLC
Les revêtements DLC sont principalement utilisés pour améliorer la résistance à l’usure des métaux. Ils sont censés empêcher le grippage et améliorer la durabilité. Les principales utilisations sont les suivantes :
- Revêtements des moteurs automobiles pour améliorer la durabilité.
- Revêtements anti-usure sur les outils de coupe.
- Revêtements améliorant la durabilité des robots industriels.
- Revêtements des arbres et des paliers des centres d’usinage.
Principe du revêtement DLC
Le DLC est synthétisé à partir de composants de diamant et de carbone. Il est synthétisé en injectant du gaz acétylène et en générant un plasma à haute fréquence et à haute tension pour le décomposer en carbone et en hydrogène, l’hydrogène étant déchargé. Le carbone ionisé positivement adhère au produit chargé négativement et des non-cristaux semblables au diamant se forment à la surface du produit.
Le revêtement DLC réduit le coefficient de frottement de nombreux matériaux, contribuant ainsi à la réduction des émissions de CO2.
Plus d’informations sur les revêtements DLC
1. Méthodes de dépôt des revêtements DLC
Les caractéristiques des revêtements DLC dépendent de la méthode de dépôt. Il existe trois principaux types de méthodes de dépôt :
Méthode CVD
La vitesse de dépôt est plus rapide que celle du PVD et des géométries complexes sont possibles. Le dépôt contenant de l’hydrogène peut également être utilisé pour des films plus épais.
Méthode PVD
Le dépôt sans hydrogène et le dépôt à dureté élevée sont possibles. Cette méthode offre une forte adhérence au substrat et peut être utilisée pour les matériaux conducteurs, mais il est difficile d’obtenir des films plus épais.
Méthode d’implantation ionique par plasma
Le dépôt à température ambiante est possible et les films peuvent être déposés sur du caoutchouc, de la résine et de la céramique.
2. Inconvénients du revêtement DLC
Le revêtement DLC présente non seulement des avantages, mais aussi les inconvénients suivants :
- Il s’écaille facilement et des fragments peuvent s’y mélanger.
- Faible adhérence au tissu.
- Limité à des revêtements de 2microns maximum.
- La dureté diminue avec l’augmentation de la teneur en hydrogène.
- Revêtement DLC sur l’aluminium.
Le revêtement DLC sur l’aluminium peut offrir une résistance à l’usure et une faible friction. Cette caractéristique permet, par exemple, de réduire le poids des pièces de machines. Les alliages d’aluminium étant sensibles à l’oxydation et contenant de nombreux éléments différents, il est nécessaire de choisir la bonne couche intermédiaire pour l’interface entre le film DLC et le substrat. Un exemple d’application du revêtement DLC sur des alliages d’aluminium est le revêtement de composants de moteurs. Toutefois, la faible adhérence résultant de la faible affinité entre le carbone et l’aluminium a été identifiée comme un défi.
3. Revêtements DLC et huiles à haute lubrification à base de molybdène
Des cas d’usure de revêtements DLC ont été signalés lors du glissement avec des huiles contenant du dithiocarbamate de molybdène et de dialkyle, un modificateur de friction. Bien que les revêtements DLC présentent un faible frottement dans les environnements secs, ils atteignent rarement un frottement extrêmement faible lorsqu’ils sont utilisés comme lubrifiant limite en l’état. Lorsque des rideaux de liaison en bisulfure de molybdène sont utilisés, ils sont secs et à faible frottement. En revanche, lorsqu’ils sont utilisés comme lubrifiant limite, ils sont moins durables contre le frottement en raison de leur faible résistance à l’usure.
4. L’écaillage du revêtement DLC
Bien que les revêtements DLC puissent être traités sur l’aluminium et le laiton, le revêtement DLC peut s’écailler dans les environnements à forte charge. Pour éviter l’écaillage, le substrat doit être d’une grande dureté. Une technique qui permet d’éviter l’écaillage du revêtement DLC est l’implantation ionique. Cette méthode permet aux ions déposés de pénétrer la surface du substrat et d’obtenir une forte adhérence au film déposé.