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据说这件几微米薄的“衣服”可以延长汽车零部件的寿命？
2019-07-10 00:13:04· 来源：博世苏州 作者：Joanna
2019年5月15日，博世智能制造解决方案苏州事业部（下文简称ATMO-3CN）涂层中心在车间成功举办了第200万个柱塞涂层产品庆祝仪式。ATMO-3CN涂层中心于2017年4月20
2019年5月15日，博世智能制造解决方案苏州事业部（下文简称ATMO-3CN）涂层中心在车间成功举办了第200万个柱塞涂层产品庆祝仪式。ATMO-3CN涂层中心于2017年4月20日在苏州成立，两年时间，24个月零20天，755个日夜，他们成功运用等离子涂层技术，将每一枚产品的使用寿命达到了极大延申，生产并成功交付了200万个柱塞涂层产品给客户。
ATMO-3CN涂层中心所运用的等离子涂层技术，是采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术制备DLC涂层*，主要应用在汽车零部件的摩擦零件上，例如油泵柱塞、针阀等，以提高零部件的寿命。
*类金刚石非晶碳膜 (DLC) ：是一种具有典型金刚石特征的涂层，主要表现在高硬度（1000-9000HV）、低摩擦系数（可低至0.01-0.02）。DLC的沉积在零件表面进行，通常只有几个微米，可以在保留本底材料特征的前提下改善零件的表面特性，常被用在摩擦工件的表面改性上，例如模具、刀具、活塞、镜片等。此外，由于沉积温度低（<200℃），近年来也越来越多的被用于塑料元件的表面改性。
这种等离子涂层技术具体是如何实现的？
进行了涂层的零部件和未涂层的零部件在使用寿命上有多大的区别呢？
让我们通过下面这则有趣的童话，从一个柱塞的角度进一步地了解这项技术吧。
一个柱塞的故事
我是一个柱塞。
经过了热处理的我，已经比一般的金属要坚硬了许多，即使在高压之下，我也可以完好无损。
一个柱塞
我一直为自己的坚硬而骄傲，我以为我将在这个泵里一直这样往复下去。
直到有一天，我发现不知道什么时候起，自己的头竟变小了，再过了一阵，身子也瘦了一圈。原来，我已经不知不觉中磨损了。
人们也发现了我的变化。
他们对我如此迅速的老去感到不满。于是，他们将我的兄弟姐妹放进了一台大大的机器里（注释1），去给他们做表面处理。从机器里出来的时候，我的兄弟姐妹们都变得黑乎乎的（注释2）。
涂层后的柱塞
我笑话它们：“你们真丑！”。
它们却说：“你会羡慕我们的！我们比你强壮的多，你就等着看我们活的比你久吧！”
我笑他们不自量力。毕竟我也年轻过、强壮过，是时间教我认清了自己。
随着时间一天一天的过去，眼瞅着已经到了我曾经服役的周期。我抱着幸灾乐祸的心情去看望我的兄弟姐妹们，想象着它们也同我一样磨损衰老……
他们却依然如初见时那般黝黑，也如初见时那样强壮，未见丝毫的磨损和衰老。原来那薄如蝉翼的黝黑外套（注释3），竟真的帮我那些兄弟姐妹延长了他们的寿命！
我不解，更不甘。不过是多穿了件那么薄的外套，为何就与我似乎不再是一个物种？我甚至开始思考，我是不是也可以去穿上那样一件外套，再次变得强壮。
“这究竟是为什么呢？”我执着于那背后的原因。
“你听过金刚石吗？”兄弟姐妹问道。
“嗯，钻石。”我说。
“那金刚石有什么特征？”它们问。
“……好看？”我绞尽脑汁，用我仅有的一点知识回答。
“肤浅！”它们笑起来，“那金刚石有什么特征？”
“金刚石十分的坚硬，是天然存在的物质里最坚硬的。”我不知道它们想表达什么，“可是你们穿的外套是黑色的，金刚石是透明的呀！”
“这不还没说完嘛！那你听说过石墨吗？”它们又问我。
“啊！我知道了！所以你们的秘密在于石墨对不对？黑色的石墨起到了润滑作用，所以磨损小了！”我好像渐渐明白了其中的秘密。
“其实不完全是石墨。我们那层外衣是类金刚石碳膜，它既有金刚石的成分也有石墨的成分。金刚石的成分会让表面十分坚硬，石墨的成分就会起到润滑的作用，双重作用下，我们又坚硬又耐磨，所以寿命远远长于你。”
类金刚石碳膜
听着它们的解释，我充满羡慕。我多么想我也立马穿上一件这样的外套。
然而它们告诉我，这不可能了。“它需要生长在我们的表面（注释4），成为我们身体的一部分。现在你的表面已经磨损的凸凹不平，有很多地方会长得不稳定，摩擦的时候会剥落。而且你的已经变小了，即使再穿上这件衣服，它也不过是几个微米，不够的（注释5）。”
“所以我是再也没有机会了是吗？”我已经知道了自己的命运。
“是的。下辈子我们再一起去穿上这类金刚石的衣服吧。待那个时候，它一定又有了新的发展，可以更好地保护我们，让我们活的更久一些！”
注释：
注释1 大大的机器：指等离子体涂层设备。该设备通过真空泵维持高真空环境，向腔体内通入气体后施加高的电压将气体离化为等离子体，从而沉积到材料表面形成涂层。
注释2 变得黑乎乎的：类金刚石非晶碳膜（DLC）外观为炭黑色。
注释3 薄如蝉翼的黝黑外套：DLC涂层通常仅有1~5µm厚。因其只在材料最表层进行处理，因此可以在保留基底材料本体特性的基础上，引入DLC坚硬、耐磨的优点。
注释4 生长在我们的表面：DLC涂层的原理是化学气相沉积，期间碳源气体与基底材料生成了化学键，因此，涂层工艺对基底材料表面洁净有较高要求。
注释5 它也不过是几个微米，不够的：DLC涂层因为仅有1~5µm厚，不会对产品尺寸造成大的影响。因此，有些情况下，在产品已经按照图纸要求加工完成之后再进行涂层，也不会影响产品的使用。
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