本實用新型涉及鍍膜領(lǐng)域的一種新型類金剛石薄膜涂層。

背景技術(shù)：

在紡織、汽車、手表機芯等行業(yè)的零部件要求具有較高的硬度和耐磨性，為了達到生產(chǎn)商的硬度和耐磨性要求，必須對零件表面進行涂層處理，以使零部件表面達到所需要的耐摩擦和耐腐蝕性能。根據(jù)一些相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，零部件表面的薄膜涂層必須通過300℃的淬火實驗和24種化學(xué)品藥劑腐蝕測試等嚴酷要求，還必須經(jīng)過1000次橡皮摩擦測試不能有劃痕，薄膜涂層的硬度也要求達到2000-3000HV。目前常用的薄膜涂層為在不銹鋼金屬表面直接涂覆鈦底層，再鍍類金剛石層，即Ti+C層，采用的工藝為物理氣相沉積工藝，這樣的工藝，因為鈦底層與類金剛石層的性能差異，致使薄膜涂層臨界載荷偏低，應(yīng)用上有限制。而且要求的薄膜涂層的厚度大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有工藝的不足，提供一種新型類金剛石薄膜涂層，其在保證硬度的前提下，耐磨性能有了顯著提高，而且沉積時間短。

實現(xiàn)上述目的的一種工藝方案是：一種新型類金剛石薄膜涂層，包括與不銹鋼金屬表面結(jié)合的基層以及位于該類金剛石薄膜涂層表面的功能層，所述基層為Cr層，所述功能層為類金剛石層；

所述基層和所述功能層之間還設(shè)有第一過渡層和第二過渡層，所述第一過渡層位于所述功能層的下方，為WC層，所述第二過渡層位于所述基層和所述第一過渡層之間，為CrWC層。

進一步的，所述基層是通過磁控濺射工藝或多弧離子鍍工藝沉積而成的。

進一步的，所述第一過渡層和所述第二過渡層均是通過磁控濺射工藝或多弧離子鍍工藝沉積而成的。

進一步的，所述功能層是通過過濾陰極真空電弧沉積工藝或多弧離子鍍工藝沉積的。

采用了本實用新型的一種新型類金剛石薄膜涂層的技術(shù)方案，包括與不銹鋼金屬表面結(jié)合的基層以及位于該類金剛石薄膜涂層表面的功能層，所述基層為Cr層，所述功能層為類金剛石層：所述基層和所述功能層之間還設(shè)有第一過渡層和第二過渡層，所述第一過渡層位于所述功能層的下方，為WC層，所述第二過渡層位于所述基層和所述第一過渡層之間，為CrWC層。其技術(shù)效果是：在保證類金剛石薄膜涂層硬度的前提下，類金剛石薄膜涂層的耐磨性有了5～10倍的提升，并不易從不銹鋼金屬表面脫落，沉積時間也比只沉積相同厚度的功能層的時間縮短15％～20％。

附圖說明

圖1為本實用新型的一種新型類金剛石薄膜涂層的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1，本實用新型的發(fā)明人為了能更好地對本實用新型的技術(shù)方案進行理解，下面通過具體的實施例，并結(jié)合附圖進行詳細地說明：

本實用新型的一種新型類金剛石薄膜涂層，包括從下至上依次設(shè)置的基層1，第二過渡層2，第一過渡層3和功能層4。

其中基層1為Cr層，以Cr層為基層1的目的在于：第一，Cr層本身就具有較高的硬度，因為Cr是所有單質(zhì)金屬中最硬的。第二，Cr與作為基材10不銹鋼金屬表面的結(jié)合力大，因此利于在存在微孔或者異型零部件表面形成質(zhì)量優(yōu)良的基層1，為整個類金剛石薄膜涂層提供基礎(chǔ)?；鶎?的沉積工藝為磁控濺射工藝或多弧離子鍍工藝。第三，Cr的熔點高，保證類金剛石薄膜涂層的高溫性能。

第二過渡層2為CrWC層，以CrWC層為第二過渡層2的目的在于：第一，CrWC本身就具有極高的硬度。第二，CrWC層與Cr層之間表面結(jié)合力大，因此利于在存在微孔或者異型零部件表面形成致密的類金剛石薄膜涂層，也能保證類金剛石薄膜涂層不易脫落或磨損。第三，CrWC的熔點高，保證類金剛石薄膜涂層的高溫性能。第二過渡層2的沉積工藝為磁控濺射工藝或多弧離子鍍工藝。

第一過渡層3為WC層，以WC層為第一過渡層3的目的在于：第一，WC本身就具有極高的硬度。第二，WC層與CrWC層之間表面結(jié)合力大，因此利于在存在微孔或者異型零部件表面形成致密的類金剛石薄膜涂層，也能保證類金剛石薄膜涂層不易脫落或磨損。第三，WC層與作為功能層4的類金剛石層的表面結(jié)合力大，因此進一步有利于在存在微孔或者異型零部件表面形成致密的類金剛石薄膜涂層，也能進一步保證類金剛石薄膜涂層不易脫落或磨損。第三，WC的熔點高，保證類金剛石薄膜涂層的高溫性能。第一過渡層3的沉積工藝為磁控濺射工藝或多弧離子鍍工藝。

功能層4為致密的類金剛層，沉積在第一過渡層3的表面，并與第一過渡層3緊密結(jié)合。有利于在存在微孔或者異型零部件表面形成致密的類金剛石薄膜涂層，也能進一步保證類金剛石薄膜涂層不易脫落或磨損。功能層4是通過過濾陰極真空電弧沉積工藝或者多弧離子鍍工藝沉積的。

基層1、第二過渡層2和第一過渡層3可采用磁控濺射工藝沉積，將作為基材10的不銹鋼金屬置于真空室內(nèi)，基材10與磁控濺射靶的距離為8-15cm，磁控濺射的鉻靶、鎢靶和碳靶的表面磁場強度為200-500高斯。再對真空室抽真空，使真空室內(nèi)的本底真空降至2.66×10^-3Pa以下。充入氬氣，并使真空室內(nèi)保持10^-2Pa數(shù)量級的動態(tài)平衡壓強。繼續(xù)通入氬氣調(diào)節(jié)真空室內(nèi)的壓強達到磁控濺射所需的總壓強，其范圍為1.33×10^-1Pa～13.3Pa。調(diào)節(jié)濺射電壓為-500V～-800V，濺射電流為10-28A，基材10的表面的溫度為室溫到200℃。

基層1、第二過渡層2和第一過渡層3可采用多弧離子鍍工藝沉積。鉻靶、鎢靶和碳靶為陰極，陽極為所述真空室。真空室內(nèi)的本底真空度為2.66×10^-3Pa以下，溫度為200～400℃，靶弧電流設(shè)置為30～120A，負偏壓為-150V～-300V。

功能層4可采用多弧離子鍍工藝沉積。待涂覆的不銹鋼金屬為陽極，碳靶為陰極，通入氬氣作為保護氣體。真空室內(nèi)的本底真空度為2.66×10^-3Pa以下，溫度為100℃～200℃，靶弧電流設(shè)置為80～120A，負偏壓為-150V～-1000V，采用多弧離子鍍工藝時，基層1、第二過渡層2、第一過渡層3和功能層4的沉積是連續(xù)完成的。

功能層4可采用過濾陰極真空電弧沉積工藝沉積。在過濾陰極真空電弧真空爐內(nèi)，先在作為基材10的不銹鋼金屬表面完成基層1、第二過渡層2和第一過渡層3的鍍膜?；鶎?、第二過渡層2和第一過渡層3的沉積可通過磁控濺射工藝或多弧離子鍍工藝完成。將過濾陰極真空電弧真空爐抽至本底真空2.66×10^-3Pa以下，加負偏壓為-200V--1500V，再利用碳靶完成功能層4的沉積。

本實用新型的一種新型類金剛石薄膜涂層通過在作為基材10的不銹鋼金屬的表面與功能層4之間依次設(shè)置基層1，第二過渡層2和第一過渡層3，在保證類金剛石薄膜涂層硬度的前提下，類金剛石薄膜涂層的耐磨性有了5～10倍的提升，并不易從作為基材10的不銹鋼金屬表面脫落，耐磨性測試采用標(biāo)準(zhǔn)的橡皮測試，taber CS-17，1kg載荷。同時由于基層1，第二過渡層2和第一過渡層3沉積速度快，該類金剛石薄膜涂層的沉積時間也比只沉積相同厚度的功能層4的時間縮短15％～20％。

本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型，而并非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。