一種應用于滑動部件的碳基涂層的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應用于滑動部件的碳基涂層，包括基體，所述基體頂部設有粘接層，所述粘接層頂部設有純Ta?C層，所述純Ta?C層頂部設有強韌DLC層，所述強韌DLC層頂部設有第三體磨合層。本發(fā)明提供一種應用于滑動部件的碳基涂層，尤其是應用于汽車發(fā)動機關鍵零部件基體上。該設計涂層具有優(yōu)異的力學、摩擦學及耐腐蝕性能，降低摩擦磨損對能量的消耗，改善燃油經(jīng)濟性和減少CO2的排放，提高發(fā)動機的使用壽命和可靠性，因此具有實際應用價值。
【專利說明】
一種應用于滑動部件的碳基涂層
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及涂層技術領域，具體為一種應用于滑動部件的碳基涂層。
【背景技術】
[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鍵的石墨團簇的三維交叉網(wǎng)絡結(jié)構形成，通常為非晶態(tài)或非晶-納米晶復合結(jié)構，具有較高的硬度、優(yōu)異的減摩耐磨性能、高熱導率、低介電常數(shù)、寬帶隙、良好的光學透過性以及優(yōu)異的化學惰性和生物兼容性等，在航空航天、汽車零件、機械、電子、光學、裝飾外觀保護、生物醫(yī)學等領域有著廣闊的應用前景。
[0003]碳基涂層以其優(yōu)異的耐磨性能和高硬度特點，應用于汽車滑動部位的零部件的涂層，對于減少碳排放、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，在設計壽命的范圍內(nèi)，使得滑動部件正常工作，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，同時又可以保護與之對應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增大油氣噴射壓力，提高發(fā)動機輸出功率來實現(xiàn)。油氣噴射壓力的增大則必然會導致發(fā)動機零部件承受的摩擦力越來越大，磨損就會越嚴重。目前，碳基涂層存在以下技術難題:較高的內(nèi)應力，涂層與基體結(jié)合力差，熱穩(wěn)定性差等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種應用于滑動部件的碳基涂層，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:一種應用于滑動部件的碳基涂層，包括基體，所述基體頂部設有粘接層，所述粘接層頂部設有純Ta-C層，所述純Ta-C層頂部設有強韌DLC層，所述強韌DLC層頂部設有第三體磨合層。
[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)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供一種應用于滑動部件的碳基涂層，尤其是應用于汽車發(fā)動機關鍵零部件基體上。該設計涂層具有優(yōu)異的力學、摩擦學及耐腐蝕性能，降低摩擦磨損對能量的消耗，改善燃油經(jīng)濟性和減少C02的排放，提高發(fā)動機的使用壽命和可靠性，因此具有實際應用價值。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明結(jié)構示意圖。
[0011]圖中:I粘接層、2純Ta-C層、3強韌DLC層、4第三體磨合層、5基體。
【具體實施方式】
[0012]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0013]請參閱圖1，本發(fā)明提供一種技術方案:一種應用于滑動部件的碳基涂層，包括基體5，所述基體5頂部設有粘接層I，所述粘接層I頂部設有純Ta-C層2，所述純Ta-C層2頂部設有強韌DLC層3，所述強韌DLC層3頂部設有第三體磨合層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;強韌DLC層3可以設計為以下三種不同的形勢，第一種為整體均勻材質(zhì)、均勻結(jié)構和均勻硬度的膜層，第二種為成分上的梯度參雜，第三種為疊層結(jié)構，至少兩種結(jié)構或成分的強韌DLC涂層3交替涂覆，強韌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)明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，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這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。
【主權項】
1.一種應用于滑動部件的碳基涂層，包括基體(5)，其特征在于:所述基體(5)頂部設有粘接層(I)，所述粘接層(I)頂部設有純Ta-C層(2)，所述純Ta-C層(2)頂部設有強韌DLC層(3)，所述強韌DLC層(3)頂部設有第三體磨合層(4)。2.根據(jù)權利要求1所述的一種應用于滑動部件的碳基涂層，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)權利要求1所述的一種應用于滑動部件的碳基涂層，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)權利要求1所述的一種應用于滑動部件的碳基涂層，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】C23C28/04GK106011855SQ201610562308
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月18日
【發(fā)明人】王明磊, 馬槽偉
【申請人】大連維鈦克科技股份有限公司