[发明专利]涂层结构及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属部件上的、包括氟基膜的涂层结构及其形 成方法。

背景技术

传统上，为了使金属部件具有拨水(water-shedding)性能，例 如使用了包括氟基膜的涂层结构。涂层结构可被用于被加热并要求 具有防污性能的部件，例如诸如在JP-A-8-144893中公开的燃料喷 射喷嘴的车辆零件以及诸如flying pan和烤箱的家庭用品。

但是，氟基膜的厚度通常很薄，例如只有数十纳米厚。因此， 当氟基膜被直接形成在具有大的表面粗糙度的金属部件上时，氟基 膜由于下沉而不均匀，并且不能提供足够的拨水性能。因此，当氟 基膜被形成在具有大的表面粗糙度的金属部件上时，金属部件需要 事先进行光滑处理以便使表面粗糙度处于纳米级的范围以防止氟 基膜的下沉。

因此，需要一种可形成在具有大的表面粗糙度的金属部件上的 的涂层结构，其不需要对金属部件的表面进行光滑处理，并且具有 足够的拨水性能，并且在加热时该性能不会降低。

在带有氟基膜的燃料喷射喷嘴中，由于高的燃料喷射压力而使 喷嘴受到高温作用，并且由于使用了生物燃料，燃料的状态发生改 变。因此，燃料喷射喷嘴存在着下述问题，即大量异物(被认为是 由燃料产生的物质)粘附于燃料喷射喷嘴的针阀的问题。

燃料喷射喷嘴包括具有用于喷射燃料的喷射孔的喷嘴主体以 及被容置在喷嘴主体中可滑动的针阀。燃料喷射喷嘴通过滑动针阀 以打开喷射孔从而喷射燃料。当大量异物粘附在针阀上时，异物可 堆积成块，这些块可掉落在喷嘴主体和针阀之间。在这种情况下， 针阀可能就很难滑动，此外，针阀可能粘附至喷嘴主体，发动机可 能就不能启动。

因此，燃料喷射喷嘴需要具有带足够拨水性能并可防止异物粘 附的涂层结构。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的一个目的是提供一种具有足够的拨水 性能的涂层结构，该拨水性能不因加热而降低。该涂层结构可用于 具有大的表面粗糙度的金属部件。本发明的另一目的是提供一种在 金属部件上形成具有足够的拨水性能的涂层结构的方法，其与金属 部件的表面粗糙度无关。

根据本发明的一个方面，用于金属部件的涂层结构包括形成在 金属部件上用于使金属部件的表面平滑化的表面平滑化层；以及形 成在表面平滑化层上的氟基膜。

氟基膜不直接形成在金属部件上，而是形成在形成于金属部件 上的表面平滑化层上。因此，涂层结构可具有足够的拨水性能，该 拨水性能不因加热而降低。另外，该涂层结构可用于具有大的表面 粗糙度的金属部件。

根据本发明的另一方面，提供一种用于为金属部件形成涂层结 构的方法。该方法包括在金属部件上形成表面平滑化层以使金属部 件的表面平滑的步骤；在表面平滑化层上涂施含氟溶液的步骤；及 使含氟溶液变干以形成氟基膜的步骤。

在该方法中，氟基膜不直接形成在金属部件上，而是形成在形 成于金属部件上的表面平滑化层上。因此，不管金属部件的表面粗 糙度如何，由该方法形成的涂层结构都可具有足够的拨水性能，该 拨水性能不因加热而降低。

附图说明

本发明的其他优点和特征将通过结合参考附图对优选实施例 的详细描述而变得清楚，在图中：

图1是根据本发明第一实施例的、金属部件上的涂层结构的剖 视图；

图2A-2E是根据第一实施例的复合膜的形成过程的示意图；

图3是根据第一实施例的氟基膜的形成过程的示意图；

图4是根据本发明第二实施例(E)、第一比较示例(C1)以 及第二比较示例(C2)的涂层结构的加热时间和水接触角度之间的 关系图表；

图5是根据本发明的第三实施例的燃料喷射喷嘴的结构的示 意图；

图6是根据本发明的第三实施例的、燃料喷射喷嘴的表面上的 类金刚石(diamond-like carbon，DLC)膜和氟基膜的形成区域的示 意图；

图7是根据本发明第三实施例的DLC膜的形成过程的示意图；

图8是根据本发明第三实施例的涂层结构的剖视图；

图9是根据第三实施例的第一变化例的、燃料喷射喷嘴的表面 上的DLC膜和氟基膜的形成区域的示意图；

图10是根据第三实施例的第二变化例的、燃料喷射喷嘴的表 面上的DLC膜和氟基膜的形成区域的示意图；