DLC — povlak podobný diamantu
Uhlíkový povlak s extrémne nízkym trením a vysokou tvrdosťou.
- Účel
- Klzné vlastnosti takmer bez mazania, ochrana proti zadretiu.
- Typické použitie
- Motorové diely, piesty, presná mechanika, medicína.
- Vhodné materiály
- Ocele, nerez, tvrdokov, hliník (nízkoteplotné varianty).
- Kategória
- Moderné tenké povlaky
Ako proces funguje
DLC (Diamond-Like Carbon) nie je jedna presne definovaná látka, ale celá rodina amorfných uhlíkových povlakov s rôznym pomerom väzieb podobných grafitu a diamantu. Táto štruktúra umožňuje neobvyklú kombináciu vysokej tvrdosti a veľmi nízkeho trenia.
Na povrchu uhlíkovej vrstvy vznikajú počas kontaktu tribologické štruktúry s nízkou šmykovou pevnosťou. Výsledkom môže byť výrazne nižší koeficient trenia než pri klasických nitridových povlakoch — rozhodujúce pri pohyblivých dieloch, kde vznikajú straty energie, adhézne opotrebenie alebo zadieranie.
Kľúčové procesné parametre
- Typické hrúbky približne 1–5 µm; tvrdosť ~8–80 GPa podľa typu
- a-C:H (hydrogenovaný amorfný uhlík, typicky PACVD): tvrdosť ~15–25 GPa, trenie proti oceli ~0,1–0,2, procesná teplota pod ~250 °C, max. prevádzková teplota ~300 °C
- ta-C (tetraedrický amorfný uhlík, bez vodíka, vyšší podiel sp3 väzieb): tvrdosť ~35–50 GPa, trenie ~0,1–0,2, niektoré procesy pod 100 °C
- Ďalšie varianty: kovom dopované DLC, Si-DLC, WC/C a hybridné uhlíkové systémy
- Samotný údaj „DLC“ nestačí na špecifikáciu — treba uviesť variantu, depozičnú technológiu a podmienky použitia
Typické aplikácie
- Piestne čapy a komponenty ventilových rozvodov
- Vstrekovacie systémy
- Hydraulické čerpadlá a ventily
- Tesniace a ložiskové plochy
- Presná mechanika a medicínske komponenty
Výhody
- Extrémne nízke trenie pri súčasnej vysokej tvrdosti
- Vhodné pre komponenty s minimálnym mazaním
- Nízkoteplotné procesy umožňujú povlakovať hliníkové zliatiny a tepelne citlivé substráty
Obmedzenia a riziká
- Väčšina klasických DLC nie je vysokoteplotný povlak — hydrogenované DLC degraduje už pri niekoľkých stovkách °C; pri reznej hrane na 800–1 000 °C je vhodnejší TiAlN, AlCrN alebo oxidická keramika
- Odlupovanie pri vysokom vnútornom napätí, praskanie na mäkkom podklade, nedostatočná adhézia, lokálne defekty na kontaminovanom povrchu
- Nevhodné tribologické správanie pri nesprávnom protikuse, mazive, vlhkosti alebo teplote — DLC treba navrhovať ako celý tribosystém (povlak – protikus – mazivo – tlak – teplota – prostredie)
Kontrola kvality
- Tvrdosť a modul nanoindentáciou podľa ISO 14577
- Adhézia scratch testom podľa ISO 20502 / ASTM C1624
- Tribologické skúšky v reálnej dvojici (protikus, mazivo, prostredie)
Nosnosť podkladu a medzivrstvy
Tvrdý povlak funguje iba vtedy, keď ho substrát mechanicky podoprie. Mäkký hliník sa pri vysokom kontaktnom tlaku deformuje a DLC potom praskne. Preto sa používajú adhézne medzivrstvy, duplexné úpravy alebo predchádzajúce spevnenie podkladu — časté sú Cr, CrN alebo WC/C medzivrstvy, ktoré vyrovnávajú rozdiel medzi kovovým substrátom a uhlíkovou vrstvou.
Súvisiace normy
- ISO 14577-1:2026 — inštrumentovaná indentačná skúška tvrdosti
- ISO 20502 — adhézia keramických povlakov scratch testom
- ASTM C1624-22 — zahŕňa aj DLC povlaky (PVD aj CVD)