A sigla DLC significa Diamond Like Carbon e representa uma família de camadas à base de carbono geralmente produzida pelo processo PACVD (Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition).
Comparativamente a outros tipos de revestimentos utilizados para componentes mecânicos, as camadas DLC são relativamente recentes, começaram a ser utilizadas de forma mais intensiva a partir do ano 2000.
Os principais segmentos de aplicação deste tipo de revestimento são: automotivo, máquinas e equipamentos industriais, óleo & gás, aeroespacial e médico.
Apenas como referência, no ramo automotivo o revestimento DLC já é utilizado em grandes volumes e de forma crescente em: pinos de pistão, anéis de pistão, tuchos, balancins, entre outros. Neste segmento, a redução de consumo de combustível e a redução de emissões são fatores impulsionadores para o uso desta tecnologia.
As Camadas DLC
As camadas DLC constituem-se de uma estrutura amorfa de carbono, geralmente contendo hidrogênio, representadas sinteticamente pelo símbolo a-C:H. Estas camadas podem ou não conter alguma fração de elementos metálicos, tais como: W, Ti e Si, dependendo das propriedades buscadas. Para melhorar a aderência das camadas DLC, normalmente aplica-se uma camada intermediária entre o substrato e o DLC, também chamada de camada de adesão. Esta última pode ser composta de algum elemento metálico (por exemplo: Cr), de um nitreto metálico (por exemplo: CrN), de um carboneto metálico (por exemplo: WC) ou, ainda, de uma composição das três possibilidades.
As camadas DLC podem ser vistas como sendo um composto intermediário entre o carbono na forma de grafite e carbono na forma de diamante. Dependendo das condições do processo de revestimento, consegue-se regular dureza, rugosidade e o efeito de lubricidade da camada, de forma a agregar-se em um único produto a característica deslizante do grafite com a elevada dureza do diamante.
Na tabela abaixo podem ser observados alguns exemplos de camadas DLC para componentes mecânicos de precisão. Os valores de espessura e de dureza são ajustados conforme a aplicação, sendo que na tabela estão retratadas as faixas típicas de utilização.
Apenas para se ter uma ideia comparativa das propriedades das camadas DLC, uma peça de aço cementada tem uma dureza superficial de aproximadamente 800 HV, já uma peça de aço nitretada tem uma dureza superficial em torno de 1.000 HV. Quanto ao coeficiente de atrito de DLC contra aço, como se pode ver na tabela, este é significativamente menor do que o de aço contra aço, que é em torno de 0,8.
Uma outra propriedade importante das camadas DLC é sua característica antiaderente proporcionada por sua inércia química com relação à maior parte das substâncias químicas.
Benefícios
Comparativamente a outros processos de revestimento, como, por exemplo, galvânicos (Cr duro) ou aspersão térmica (HVOF – High Velocity Oxygen Fuel), as camadas DLC, além de durezas superiores e coeficientes de atrito menores, apresentam as seguintes vantagens:
1. Devido a espessuras controladas e geralmente menores do que 4 micra, interferem pouco no projeto dimensional de componentes;
2. Não requerem operações de retífica após aplicação;
3. Não sobrecarregam o meio ambiente com qualquer tipo de resíduo ou rejeito de processo.
Em sistemas lubrificados com movimento relativo de deslizamento entre superfícies, as camadas DLC, além de contribuírem para preservar a integridade de componentes em períodos transitórios de lubrificação insuficiente (por exemplo: partida de motores a combustão), devido ao seu baixo coeficiente de atrito e característica de inércia química, possibilitam que se atinja o regime hidrodinâmico mais facilmente, minimizando o contato direto entre superfícies.
As camadas DLC, em virtude de sua característica única de associar alta dureza com baixo coeficiente de atrito, propiciam a otimização de projetos de equipamentos mecânicos, possibilitando o downsizing pela utilização de componentes de dimensões menores, mas que suportam as mesmas cargas de componentes maiores em sistemas convencionais.
Em síntese, os revestimentos DLC modificam as características da superfície de componentes de forma a reduzir significativamente desgaste e atrito, gerando um ganho de desempenho da peça revestida e, por consequência, um ganho de eficiência do equipamento/sistema como um todo, além de proporcionar um aumento de confiabilidade e, portanto, menor demanda por manutenção.
