ダイヤモンドコーティングの温度は、使用するプロセスによって大きく異なります。
ダイヤモンドコーティングの温度とは?知っておきたい5つのポイント
1.化学気相成長法(CVD)
CVDでは、基板温度は800℃~1051.6℃(1472°F~1925°F)に達することがあります。
この温度は鋼鉄の焼き戻し温度よりも高い。
融点の低い素材で作られたジュエリーや時計のほとんどは、この高温に耐えられない。
2.物理蒸着法(PVD)
PVDでは、平均温度はもっと低く、70℃~398.8℃(158°F~750°F)です。
この温度範囲は、プラスチックを含むほとんどすべての材料に適している。
3.熱膨張と熱収縮
ダイヤモンド析出プロセス中、基板は膨張し、室温で元の格子間隔に収縮する傾向があります。
熱膨張係数が非常に小さいダイヤモンド被膜は、温度変化に対して比較的無傷のまま残されます。
その結果、ダイヤモンド被膜には大きな圧縮応力が発生し、基板の反り、割れ、剥がれ、さらには被膜全体の基板表面からの剥離を引き起こす可能性があります。
4.工具材料の選択
ダイヤモンドコーティングを成功させるためには、工具材料の適切な選択が極めて重要です。
コーティング中の長時間の高温は、超硬合金やセラミック製の切削工具を除き、ほとんどの材料を損傷する可能性があります。
コーティングを最適に密着させるためには、コバルト結合剤が6パーセントで、超硬合金の粒径が1ミクロン以上のC-2グレードの超硬合金を使用する必要があります。
5.コーティング工程の準備
コーティング工程では、ダイヤモンドコーティングを行う前に、工具を入念に準備します。
部品は洗浄され、機械的密着性を向上させるために超硬合金の表面を粗くし、ダイヤモンドの成長に有害なコバルトを除去するために、2段階の化学的準備が行われます。
その後、部品は水素ガスとメタンガスの入ったチャンバーに入れられる。
2,300℃(4,172°F)以上に加熱されたタングステンワイヤーでガス分子を分解し、工具を750℃(1,382°F)以上に加熱する。
適切な条件下で、活性化された炭素原子は結晶炭素に再結合し、一緒に成長して工具表面全体に純粋なダイヤモンド膜を形成します。
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