[发明专利]一种金属表面高硬度自润滑的复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种金属表面的复合涂层，其特征在于，包括金属陶瓷涂层和碳基涂层，所述金属陶瓷涂层位于金属基体表面，所述碳基涂层位于金属陶瓷涂层表面。

2.根据权利要求1所述的复合涂层，其特征在于，所述金属陶瓷层为WC-CrC-Ni金属陶瓷涂层；

所述碳基涂层为由金刚石相和石墨相混合的非晶碳材料。

3.根据权利要求1所述的复合涂层，其特征在于，

所述金属陶瓷涂层的厚度为60～200μm；

所述碳基涂层的厚度为1～3μm；

优选地，所述金属陶瓷涂层的厚度为80～180μm；

所述碳基涂层的厚度为1.2～2.8μm。

4.根据权利要求1所述的复合涂层，其特征在于，所述复合涂层硬度为20～30Gpa；

与氧化铝球对磨的摩擦系数为0.08～0.2。

5.一种根据权利要求1至4任意一项所述的复合涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(a)将陶瓷材料通过超音速火焰喷涂在金属基体表面，形成含有金属陶瓷涂层的金属基体；

(b)将步骤(a)制得含有金属陶瓷涂层的金属基体放入含有含碳气氛的气相沉积系统，沉积反应，形成所述的复合涂层。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述沉积反应具体为：在真空的条件下进行；

含碳气氛为乙炔和氮气的混合气体；

金属基体上施加的偏压为-200～-50V；

沉积反应的时间为60～180min；

优选地，所述混合气体中乙炔的体积含量为30～50％。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述超音速火焰喷涂的条件为：氧气流量为800～1000L/min，送粉速度为60～90g/min，喷涂距离为300～400mm。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述陶瓷材料包括碳化钨、碳化铬、镍，其中碳化钨、碳化铬、镍的质量比为16:3:1。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤(a)中，所述金属基体在喷涂之前进行脱脂和喷砂处理。

10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤(b)中，所述含有金属陶瓷涂层的金属基体在沉积之前进行磨抛，超声清洗和干燥处理。