[发明专利]一种液压阀杆表面抗冲击耐磨润滑复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种液压阀杆表面抗冲击耐磨润滑复合涂层，其特征在于，所述的复合涂层由基体表面自下而上依次层叠排列的梯度过渡层、复合功能层以及非晶碳顶层构成，所述的基体为液压阀杆；所述的梯度过渡层由基底表面依次沉积的金属层、金属碳化物层或金属氮化物层构成，其厚度为0.5~1.8 μm；所述的复合功能层为纳米多层复合结构或掺杂复合结构，其厚度为1.5~3.5 μm；所述的非晶碳顶层的厚度为0.5~2.0 μm；所述的复合涂层总厚度控制在3.0~5.0 μm；

通过以下步骤制备得到：

步骤1）等离子体轰击活化

将清洗后的待镀液压阀杆置于安装有纯度99.99%的高纯金属靶、含非碳元素的陶瓷靶、纯度99.99%的高纯石墨靶的真空气相沉积系统的真空室中，预抽真空至2×10^-3 Pa以下，通入氩气和/或氢气使得真空室内的气压为0.5~2.0 Pa，在液压阀杆上施加-100~-1000V的偏压使得液压阀杆表面产生等离子体辉光进行表面活化处理1200~1800秒；

步骤2）沉积梯度过渡层

利用真空气相沉积系统中安装的高纯金属靶、含非碳元素的陶瓷靶、高纯石墨靶在液压阀杆表面沉积梯度过渡层，厚度控制在0.5~1.8 μm；

步骤3）沉积复合功能层

利用真空气相沉积系统中安装的高纯金属靶、含非碳元素的陶瓷靶、高纯石墨靶在梯度过渡层表面沉积复合功能层，沉积过程中通过溅射高纯石墨靶或者通入乙炔气体引入碳元素；厚度控制在1.5~3.5 μm；

步骤4）沉积非晶碳顶层

通过溅射高纯石墨靶或者通入乙炔气体的等离子体化学气相沉积技术在复合功能层表面沉积非晶碳顶层，厚度控制在0.5~2.0 μm；最终在液压阀杆表面获得抗冲击耐磨润滑复合涂层的总厚度控制在3.0~5.0 μm。

2.根据权利要求1所述的液压阀杆表面抗冲击耐磨润滑复合涂层，其特征在于，所述的复合功能层中纳米多层复合结构的单层厚度为3~30 nm。

3.根据权利要求2所述的液压阀杆表面抗冲击耐磨润滑复合涂层，其特征在于，所述的复合功能层中纳米多层复合结构的单层厚度为4~10 nm。

4.根据权利要求1所述的液压阀杆表面抗冲击耐磨润滑复合涂层，其特征在于，所述的复合功能层中掺杂复合结构的非碳元素的掺杂量按原子分数计为5%~75%。

5.根据权利要求4所述的液压阀杆表面抗冲击耐磨润滑复合涂层，其特征在于，所述的复合功能层中掺杂复合结构的非碳元素的掺杂量按原子分数计为5%~25%。

6.根据权利要求1至5任一项所述的液压阀杆表面抗冲击耐磨润滑复合涂层，其特征在于，所述的基体的材质为易车铁、不锈钢、轴承钢、合金钢中的一种。

7.根据权利要求1所述的液压阀杆表面抗冲击耐磨润滑复合涂层，其特征在于，所述的高纯金属靶的靶材为金属钛或金属铬。

8.根据权利要求1所述的液压阀杆表面抗冲击耐磨润滑复合涂层，其特征在于，所述的含非碳元素的陶瓷靶的靶材为碳化钨。