本實用新型涉及涂層技術領域,具體為一種應用于滑動部件的碳基涂層。
背景技術:
碳基涂層(如類金剛石涂層、非晶碳涂層、類石墨涂層)是一類定義廣泛的無定形碳材料,主要由含金剛石相的 sp3雜化鍵和 sp2鍵的石墨團簇的三維交叉網絡結構形成,通常為非晶態或非晶-納米晶復合結構,具有較高的硬度、優異的減摩耐磨性能、高熱導率、低介電常數、寬帶隙、良好的光學透過性以及優異的化學惰性和生物兼容性等,在航空航天、汽車零件、機械、電子、光學、裝飾外觀保護、生物醫學等領域有著廣闊的應用前景。
碳基涂層以其優異的耐磨性能和高硬度特點,應用于汽車滑動部位的零部件的涂層,對于減少碳排放、節約燃油、提高汽車零部件的使用壽命具有巨大意義。對于此類零件提出以下要求:(1)要求涂層具備耐磨損性能,在設計壽命的范圍內,使得滑動部件正常工作,不易損壞;(2)要求涂層具有較低的摩擦系數,有利于節約電力或燃油等能源消耗,同時又可以保護與之對應的摩擦副具有好的工況,提高性能和使用壽命。例如汽車燃油方面,提高燃油效率則主要通過增大油氣噴射壓力,提高發動機輸出功率來實現。油氣噴射壓力的增大則必然會導致發動機零部件承受的摩擦力越來越大,磨損就會越嚴重。目前,碳基涂層存在以下技術難題:較高的內應力,涂層與基體結合力差,熱穩定性差等問題。
技術實現要素:
本實用新型的目的在于提供一種應用于滑動部件的碳基涂層,以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現上述目的,本實用新型提供如下技術方案:一種應用于滑動部件的碳基涂層,包括基體,所述基體頂部設有粘接層,所述粘接層頂部設有純Ta-C層,所述純Ta-C層頂部設有強韌DLC層,所述強韌DLC層頂部設有第三體磨合層。
優選的,所述粘接層厚度為0.1-1.5μm,所述純Ta-C層的厚度為1-15μm,且純Ta-C層為純sp3鍵涂層。
優選的,所述粘接層硬度為Hv0.05:800-1200,所述純Ta-C層硬度為Hv0.05:2000-4000,所述強韌DLC層硬度為Hv0.05:1500-3000,所述第三體磨合層硬度為Hv0.05:2500。
優選的,所述第三體磨合層為不含氫的純碳涂層。
與現有技術相比,本實用新型的有益效果是:本實用新型提供一種應用于滑動部件的碳基涂層,尤其是應用于汽車發動機關鍵零部件基體上。該設計涂層具有優異的力學、摩擦學及耐腐蝕性能,降低摩擦磨損對能量的消耗,改善燃油經濟性和減少CO2的排放,提高發動機的使用壽命和可靠性,因此具有實際應用價值。
附圖說明
圖1為本實用新型結構示意圖。
圖中:1粘接層、2純Ta-C層、3強韌DLC層、4第三體磨合層、5基體。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖,對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本實用新型保護的范圍。
請參閱圖1,本實用新型提供一種技術方案:一種應用于滑動部件的碳基涂層,包括基體5,所述基體5頂部設有粘接層1,所述粘接層1頂部設有純Ta-C層2,所述純Ta-C層2頂部設有強韌DLC層3,所述強韌DLC層3頂部設有第三體磨合層4。
所述粘接層1厚度為0.1-1.5μm,所述純Ta-C層2的厚度為1-15μm,且純Ta-C層2為純sp3鍵涂層。
所述粘接層1硬度為Hv0.05:800-1200,所述純Ta-C層2硬度為Hv0.05:2000-4000,所述強韌DLC層3硬度為Hv0.05:1500-3000,所述第三體磨合層4硬度為Hv0.05:2500。
所述第三體磨合層4為不含氫的純碳涂層。
具體的,涂層由粘結層1、純Ta-C層2、強韌DLC層3和第三體磨合層4組成;涂層成分包含鉻、鈦、氮化鉻、氮化鈦鋁和氮化鈦一種或幾種,不同粘接層1厚度從0.1~1.5μm變化;純Ta-C層2的厚度范圍為1~15μm,屬于純sp3鍵涂層;強韌DLC層3可以設計為以下三種不同的形勢,第一種為整體均勻材質、均勻結構和均勻硬度的膜層,第二種為成分上的梯度參雜,第三種為疊層結構,至少兩種結構或成分的強韌DLC涂層3交替涂覆,強韌DLC涂層3,具有高硬度和低摩擦系數,不僅起到主要的抗應力作用,還提高了膜層的耐磨擦性能。
盡管已經示出和描述了本實用新型的實施例,對于本領域的普通技術人員而言,可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型,本實用新型的范圍由所附權利要求及其等同物限定。