DLC — povlak podobný diamantu

Uhlíkový povlak s extrémně nízkým třením a vysokou tvrdostí.

Účel
Kluzné vlastnosti téměř bez mazání, ochrana proti zadření.
Typické použití
Motorové díly, písty, přesná mechanika, medicína.
Vhodné materiály
Oceli, nerez, tvrdokov, hliník (nízkoteplotní varianty).
Kategorie
Moderní tenké povlaky

Jak proces funguje

DLC (Diamond-Like Carbon) není jedna přesně definovaná látka, ale celá rodina amorfních uhlíkových povlaků s různým poměrem vazeb podobných grafitu a diamantu. Tato struktura umožňuje neobvyklou kombinaci vysoké tvrdosti a velmi nízkého tření.

Na povrchu uhlíkové vrstvy vznikají během kontaktu tribologické struktury s nízkou smykovou pevností. Výsledkem může být výrazně nižší koeficient tření než u klasických nitridových povlaků — rozhodující u pohyblivých dílů, kde vznikají ztráty energie, adhezní opotřebení nebo zadírání.

Klíčové procesní parametry

  • Typické tloušťky přibližně 1–5 µm; tvrdost ~8–80 GPa podle typu
  • a-C:H (hydrogenovaný amorfní uhlík, typicky PACVD): tvrdost ~15–25 GPa, tření proti oceli ~0,1–0,2, procesní teplota pod ~250 °C, max. provozní teplota ~300 °C
  • ta-C (tetraedrický amorfní uhlík, bez vodíku, vyšší podíl sp3 vazeb): tvrdost ~35–50 GPa, tření ~0,1–0,2, některé procesy pod 100 °C
  • Další varianty: kovem dopované DLC, Si-DLC, WC/C a hybridní uhlíkové systémy
  • Samotný údaj „DLC“ nestačí ke specifikaci — je třeba uvést variantu, depoziční technologii a podmínky použití

Typické aplikace

  • Pístní čepy a komponenty ventilových rozvodů
  • Vstřikovací systémy
  • Hydraulická čerpadla a ventily
  • Těsnicí a ložiskové plochy
  • Přesná mechanika a zdravotnické komponenty

Výhody

  • Extrémně nízké tření při současné vysoké tvrdosti
  • Vhodné pro komponenty s minimálním mazáním
  • Nízkoteplotní procesy umožňují povlakovat hliníkové slitiny a tepelně citlivé substráty

Omezení a rizika

  • Většina klasických DLC není vysokoteplotním povlakem — hydrogenované DLC degraduje již při několika stovkách °C; při teplotě řezné hrany 800–1 000 °C je vhodnější TiAlN, AlCrN nebo oxidická keramika
  • Odlupování při vysokém vnitřním napětí, praskání na měkkém podkladu, nedostatečná adheze, lokální defekty na kontaminovaném povrchu
  • Nevhodné tribologické chování při nesprávném protikusu, mazivu, vlhkosti nebo teplotě — DLC je třeba navrhovat jako celý tribosystém (povlak – protikus – mazivo – tlak – teplota – prostředí)

Kontrola kvality

  • Tvrdost a modul nanoindentací podle ISO 14577
  • Adheze měřená scratch testem podle ISO 20502 / ASTM C1624
  • Tribologické zkoušky v reálné dvojici (protikus, mazivo, prostředí)

Únosnost podkladu a mezivrstvy

Tvrdý povlak funguje pouze tehdy, když jej substrát mechanicky podepře. Měkký hliník se při vysokém kontaktním tlaku deformuje a DLC poté praskne. Proto se používají adhezní mezivrstvy, duplexní úpravy nebo předchozí zpevnění podkladu — časté jsou mezivrstvy Cr, CrN nebo WC/C, které vyrovnávají rozdíl mezi kovovým substrátem a uhlíkovou vrstvou.

Související normy

  • ISO 14577-1:2026 — instrumentovaná indentační zkouška tvrdosti
  • ISO 20502 — adheze keramických povlaků scratch testem
  • ASTM C1624-22 — zahrnuje i DLC povlaky (PVD i CVD)
Nezávazná poptávka