[发明专利]纳米多层活塞环涂层及其制备方法与应用有效
| 申请号： | 201611000378.7 | 申请日： | 2016-11-14 |
| 公开（公告）号： | CN108070858B | 公开（公告）日： | 2019-11-22 |
| 发明（设计）人： | 刘二勇;薛原;蒲吉斌;王永欣;王立平 | 申请（专利权）人： | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 |
| 主分类号： | C23C28/02 | 分类号： | C23C28/02 |
| 代理公司： | 32256 南京利丰知识产权代理事务所(特殊普通合伙) | 代理人： | 王锋<国际申请>=<国际公布>=<进入国 |
| 地址： | 315201 浙江*** | 国省代码： | 浙江;33 |
| 权利要求书： | 查看更多 | 说明书： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 多层 活塞环涂层 制备 多层涂层 活塞环 活塞环母材 过渡层 应用 低摩擦系数 多弧离子镀 沉积金属 镀膜设备 高结合力 高耐磨性 高硬度 可控性 叠设 强韧 金属 一体化 生产 | ||
1.一种纳米多层活塞环涂层，所述纳米多层活塞环涂层形成在活塞环母材上，其特征在于：所述纳米多层活塞环涂层包括金属Cr过渡层和CrCN/Cr纳米多层涂层，所述CrCN/Cr多层涂层包括交替层叠的CrCN层和Cr层，所述CrCN层包括CrN、碳化铬及单质C相，所述Cr层包括金属Cr以及CrN相，所述金属Cr过渡层的厚度为0.1μm～2μm，所述CrCN层的厚度为0.1μm～5μm，所述Cr层的厚度为0.01μm～5μm。
2.根据权利要求1所述的纳米多层活塞环涂层，其特征在于：所述CrCN/Cr纳米多层涂层的厚度为5μm～50μm。
3.如权利要求1-2中任一项所述纳米多层活塞环涂层的制备方法，其特征在于包括：将活塞环母材置于镀膜设备真空腔体中，采用多弧离子镀技术在所述活塞环母材上依次沉积金属Cr过渡层和CrCN/Cr纳米多层涂层，直至形成所述纳米多层活塞环涂层；
所述多弧离子镀技术采用的工艺条件包括：Cr靶，靶电流为50A～100A，偏压-20A～-100A，温度350℃～450℃，工作气体包括氩气、氮气及烃类气；
其中，沉积形成所述金属Cr过渡层的条件包括：氩气流量100sccm～400sccm，氮气流量0sccm，烃类气流量0sccm，沉积时间5min～50min；
沉积形成CrCN层的条件包括：氩气流量0sccm，氮气流量300sccm～800sccm，烃类气流量10sccm～100sccm，沉积时间5min～50min；
沉积形成Cr层的条件包括：氩气流量100sccm～400sccm，氮气流量0sccm，烃类气流量0sccm，沉积时间1min～10min。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于包括：在沉积形成所述纳米多层活塞环涂层的过程中，至少通过控制氩气、氮气与烃类气的流量及沉积时间，实现对所述纳米多层活塞环涂层中各结构层的厚度及组分的调控。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于包括：先对活塞环母材进行清洗、除油、表面活化处理，之后采用多弧离子镀技术在活塞环母材上形成所述纳米多层活塞环涂层。
6.如权利要求5所述的制备方法，所述的活化处理包括：将活塞环母材置于镀膜设备真空腔体中，并对所述镀膜设备真空腔体进行抽真空，之后将真空腔体内的温度升至350℃～450℃，并通入氩气，且对活塞环母材施加-800V～-1200V的偏压，从而引导氩离子对活塞环母材表面进行轰击活化。
7.如权利要求3-6中任一项所述的制备方法，其特征在于：在所述镀膜设备中设有相对安置的两组以上Cr靶，所述Cr靶的纯度在99.95%以上。
8.如权利要求3-6中任一项所述的制备方法，其特征在于包括：在交替沉积CrCN层和Cr层的过程中，于工艺气体切换使Cr靶保持在电弧放电状态。
9.如权利要求3-6中任一项所述的制备方法，其特征在于包括：在形成所述纳米多层活塞环涂层之后，将所述镀膜设备真空腔体的温度降低至200℃以下，随后充入氮气炉冷至100℃以下，之后取出具有纳米多层活塞环涂层的活塞环母材。
10.一种活塞环，其特征在于包括：活塞环基体；以及，形成在活塞环基体上的、如权利要求1-2中任一项所述的纳米多层活塞环涂层。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息，商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于中国科学院宁波材料技术与工程研究所，未经中国科学院宁波材料技术与工程研究所许可，擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作，请联系【客服】
本文链接：http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201611000378.7/1.html，转载请声明来源钻瓜专利网。
- 同类专利
- 专利分类
