一種應(yīng)用于滑動(dòng)部件的碳基涂層的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于滑動(dòng)部件的碳基涂層，包括基體，所述基體頂部設(shè)有粘接層，所述粘接層頂部設(shè)有純Ta?C層，所述純Ta?C層頂部設(shè)有強(qiáng)韌DLC層，所述強(qiáng)韌DLC層頂部設(shè)有第三體磨合層。本發(fā)明提供一種應(yīng)用于滑動(dòng)部件的碳基涂層，尤其是應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零部件基體上。該設(shè)計(jì)涂層具有優(yōu)異的力學(xué)、摩擦學(xué)及耐腐蝕性能，降低摩擦磨損對(duì)能量的消耗，改善燃油經(jīng)濟(jì)性和減少CO2的排放，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命和可靠性，因此具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】
一種應(yīng)用于滑動(dòng)部件的碳基涂層
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及涂層技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種應(yīng)用于滑動(dòng)部件的碳基涂層。
【背景技術(shù)】
[0002]碳基涂層(如類金剛石涂層、非晶碳涂層、類石墨涂層)是一類定義廣泛的無(wú)定形碳材料，主要由含金剛石相的sp3雜化鍵和sp2鍵的石墨團(tuán)簇的三維交叉網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成，通常為非晶態(tài)或非晶-納米晶復(fù)合結(jié)構(gòu)，具有較高的硬度、優(yōu)異的減摩耐磨性能、高熱導(dǎo)率、低介電常數(shù)、寬帶隙、良好的光學(xué)透過(guò)性以及優(yōu)異的化學(xué)惰性和生物兼容性等，在航空航天、汽車零件、機(jī)械、電子、光學(xué)、裝飾外觀保護(hù)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]碳基涂層以其優(yōu)異的耐磨性能和高硬度特點(diǎn)，應(yīng)用于汽車滑動(dòng)部位的零部件的涂層，對(duì)于減少碳排放、節(jié)約燃油、提高汽車零部件的使用壽命具有巨大意義。對(duì)于此類零件提出以下要求:(I)要求涂層具備耐磨損性能，在設(shè)計(jì)壽命的范圍內(nèi)，使得滑動(dòng)部件正常工作，不易損壞;(2)要求涂層具有較低的摩擦系數(shù)，有利于節(jié)約電力或燃油等能源消耗，同時(shí)又可以保護(hù)與之對(duì)應(yīng)的摩擦副具有好的工況，提高性能和使用壽命。例如汽車燃油方面，提高燃油效率則主要通過(guò)增大油氣噴射壓力，提高發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率來(lái)實(shí)現(xiàn)。油氣噴射壓力的增大則必然會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)零部件承受的摩擦力越來(lái)越大，磨損就會(huì)越嚴(yán)重。目前，碳基涂層存在以下技術(shù)難題:較高的內(nèi)應(yīng)力，涂層與基體結(jié)合力差，熱穩(wěn)定性差等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于滑動(dòng)部件的碳基涂層，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問(wèn)題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種應(yīng)用于滑動(dòng)部件的碳基涂層，包括基體，所述基體頂部設(shè)有粘接層，所述粘接層頂部設(shè)有純Ta-C層，所述純Ta-C層頂部設(shè)有強(qiáng)韌DLC層，所述強(qiáng)韌DLC層頂部設(shè)有第三體磨合層。
[0006]優(yōu)選的，所述粘接層厚度為0.1-1.5μπι，所述純Ta-C層的厚度為1_15μπι，且純Ta-C層為純sp3鍵涂層。
[0007]優(yōu)選的，所述粘接層硬度為Hv0.05: 800-1200，所述純Ta-C層硬度為Hv0.05: 2000-4000，所述強(qiáng)韌DLC層硬度為Hv0.05:1500-3000，所述第三體磨合層硬度為Hv0.05:2500。
[0008]優(yōu)選的，所述第三體磨合層為不含氫的純碳涂層。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供一種應(yīng)用于滑動(dòng)部件的碳基涂層，尤其是應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零部件基體上。該設(shè)計(jì)涂層具有優(yōu)異的力學(xué)、摩擦學(xué)及耐腐蝕性能，降低摩擦磨損對(duì)能量的消耗，改善燃油經(jīng)濟(jì)性和減少C02的排放，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命和可靠性，因此具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖中:I粘接層、2純Ta-C層、3強(qiáng)韌DLC層、4第三體磨合層、5基體。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0013]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案:一種應(yīng)用于滑動(dòng)部件的碳基涂層，包括基體5，所述基體5頂部設(shè)有粘接層I，所述粘接層I頂部設(shè)有純Ta-C層2，所述純Ta-C層2頂部設(shè)有強(qiáng)韌DLC層3，所述強(qiáng)韌DLC層3頂部設(shè)有第三體磨合層4。
[0014]所述粘接層I厚度為0.1-1.5μπι，所述純Ta-C層2的厚度為1_15μπι，且純Ta-C層2為純sp3鍵涂層。
[0015]所述粘接層I硬度為Hv0.05: 800-1200，所述純Ta-C層2硬度為Hv0.05: 2000-4000，所述強(qiáng)韌DLC層3硬度為Hv0.05:1500-3000，所述第三體磨合層4硬度為Hv0.05:2500。
[0016]所述第三體磨合層4為不含氫的純碳涂層。
[0017]具體的，涂層由粘結(jié)層1、純Ta-C層2、強(qiáng)韌DLC層3和第三體磨合層4組成;涂層成分包含鉻、鈦、氮化鉻、氮化鈦鋁和氮化鈦一種或幾種，不同粘接層I厚度從0.1?1.5μπι變化；純Ta-C層2的厚度范圍為I?15μπι，屬于純sp3鍵涂層;強(qiáng)韌DLC層3可以設(shè)計(jì)為以下三種不同的形勢(shì)，第一種為整體均勻材質(zhì)、均勻結(jié)構(gòu)和均勻硬度的膜層，第二種為成分上的梯度參雜，第三種為疊層結(jié)構(gòu)，至少兩種結(jié)構(gòu)或成分的強(qiáng)韌DLC涂層3交替涂覆，強(qiáng)韌DLC涂層3，具有高硬度和低摩擦系數(shù)，不僅起到主要的抗應(yīng)力作用，還提高了膜層的耐磨擦性能。
[0018]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用于滑動(dòng)部件的碳基涂層，包括基體(5)，其特征在于:所述基體(5)頂部設(shè)有粘接層(I)，所述粘接層(I)頂部設(shè)有純Ta-C層(2)，所述純Ta-C層(2)頂部設(shè)有強(qiáng)韌DLC層(3)，所述強(qiáng)韌DLC層(3)頂部設(shè)有第三體磨合層(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于滑動(dòng)部件的碳基涂層，其特征在于:所述粘接層(I)厚度為0.l-l.5μm，所述純Ta-C層(2)的厚度為l-15μm，且純Ta-C層(2)為純Sp3鍵涂層。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于滑動(dòng)部件的碳基涂層，其特征在于:所述粘接層(I)硬度為 Hv0.05: 800-1200，所述純 Ta-C層(2)硬度為 Hv0.05: 2000-4000，所述強(qiáng)韌 DLC 層(3)硬度為Hv0.05:1500-3000，所述第三體磨合層(4)硬度為Hv0.05: 2500。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于滑動(dòng)部件的碳基涂層，其特征在于:所述第三體磨合層(4)為不含氫的純碳涂層。
【文檔編號(hào)】C23C28/04GK106011855SQ201610562308
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月18日
【發(fā)明人】王明磊, 馬槽偉
【申請(qǐng)人】大連維鈦克科技股份有限公司