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专利摘要

本发明涉及材料涂层技术领域，公开了一种梯度复合涂层、制备方法及其应用，包括结合层、耐磨层以及润滑层，所述结合层为铬层，其厚度为0.25～0.5μm，所述耐磨层为类金刚石层，其厚度为2.5～5μm，所述润滑层为聚酰亚胺高分子层，其厚度为5～10μm。本发明可以提高轴承的表面硬度及耐磨性，解决现有的表面涂层因长期使用开裂、失效，使用寿命不佳的技术问题。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202311425275.5
申请日期:
2023-10-30
专利申请人:
分类号:
C23C14/06 ;C23C14/16 ;C23C14/34 ;C23C14/02 ;B05D7/24 ;B05D3/02
发明/设计人:
李红革，柏厚义，李伟，戴先武，叶伟，冯厚斌，文可馨，张鑫，黎伟，曾昱滔
权利要求: 1.一种梯度复合涂层，其特征在于：包括结合层、耐磨层以及润滑层，所述结合层为铬层，其厚度为0.25～0.5μm，所述耐磨层为类金刚石层，其厚度为2.5～5μm，所述润滑层为聚酰亚胺高分子层，其厚度为5～10μm。2.根据权利要求1所述的一种梯度复合涂层，其特征在于：所述结合层的厚度为0.4um，耐磨层的厚度为2.6um，润滑层的厚度为8μm。3.一种梯度复合涂层的制备方法，用于制备如权利要求1或2所述的梯度复合涂层，将该梯度复合涂层制备在工件基体表面，其特征在于，包括如下步骤：(1)工件表面预处理：清洗待制备涂层的工件表面，去除其表面油脂及氧化层附着物；(2)工件表面溅射清洗：利用靶材溅射出的金属离子对工件基体表面进行溅射清洗；(3)沉积结合层：利用物理气相沉积法沉积金属铬(Cr)结合层，沉积靶材选择为Cr靶，沉积时间设置为15～25Ah，工件基体偏压设置为90～110V，沉积电流设置为100～120A，沉积温度设置为150～200℃；(4)沉积耐磨层：S1、先利用物理气相沉积法沉积Cr与类金刚石过渡层，沉积靶材选择为Cr和C靶，沉积时间设置为15～25Ah，Cr靶电流依次降低，C靶电流依次升高，工件基体偏压设置为40～60V，沉积温度设置为60～80℃；S2、利用物理气相沉积法沉积类金刚石耐磨层，沉积靶材选择为C靶，沉积时间设置为250～350Ah，Cr靶电流设置30～50A，C靶电流设置为50～70A，工件基体偏压设置为40～60V，沉积温度设置为60～80℃；S3、沉积完成后对工件进行冷却，冷却时间为60min；(5)喷涂润滑层：利用喷涂法制备聚酰亚胺高分子润滑层，预热温度设置为50～100℃，预热时间设置为30～60min，润滑层厚度喷涂至5.0～10.0μm时停止喷涂；(6)润滑层固化处理：对步骤(5)中的工件进行加热保温，然后再冷却至室温。4.根据权利要求3所述的一种梯度复合涂层的制备方法，其特征在于：步骤(4)中沉积过渡层时，Cr靶电流从120A依次降低至110A、100A、90A、80A，C靶电流从50A依次升高至60A、70A、80A、90A。5.根据权利要求4所述的一种梯度复合涂层的制备方法，其特征在于：步骤(6)中固化处理时，将喷涂后的工件加热至60～80℃，保温45min；加热至100～120℃，保温45min；加热至140～160℃，保温45min；加热至180～220℃，保温45min；冷却至140～160℃，保温45min；冷却至100～120℃，保温45min；冷却至60～80℃，保温45min；冷却至室温。6.根据权利要求5所述的一种梯度复合涂层的制备方法，其特征在于：步骤(2)溅射清洗时，沉积仓内压力设置为5×10-2～1×10-3Pa，沉积仓内保护气体设置为高纯氩气，工件基体偏压设置为80～120V，工件基体加热温度设置为150～200℃，溅射清洗时间设置为15～30min。7.根据权利要求6所述的一种梯度复合涂层的制备方法，其特征在于：所述工件为滑动轴承。8.一种梯度复合涂层的应用，其特征在于：所述梯度复合涂层应用于内燃机、航空发动机、风电齿轮箱中起支撑传动作用的滑动轴承、滚动轴承；或者用于齿轮、花键上。