[发明专利]耐磨减摩涂层摩擦副

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过真空电弧镀膜获得的高精度减摩耐磨涂层，并且可以用于机械工程、飞机、建立具有高抗侵蚀、减摩和防护特性的设计。

背景技术

广泛用于燃油供应单元和航空发动机控制中的泵，尤其是泵HP180和HT40，的一个最关键元素是分布滑阀(以对为基础-单独)。平坦分布的阀隔开泵吸入和排出空腔。通过工作面线圈，氮化硬化所得的硬度≥770HV，使青铜泵送单元滑动，为燃油供应泵提供所需压力。

为了确保泵工作面线圈的效率，将泵送单元制造为具有≤0.001mm的非平面度和表面粗糙度Ra＝0.08。

上述摩擦副在喷气燃料(不同质量的煤油)的环境中操作，摩擦接触的条件相比其他副来说相对更紧密，速度更高(高达7000转/分)并且压力更大(单位感测压力达20kg/cm2)。因此，不足耐磨性的线圈可以有效地限制资源指示泵并且由于摩擦副的效率损失而导致失败(L.I.Seleznev，V.A.Rizhenkov，Estimate of the duration of the incubation period of erosive wear(侵蚀磨损的潜伏期的持续时间的评估)一金属科技，2007年第3期)。

已知的显著改善结构材料耐磨性的最有效方法是使用和改善防护涂层。

例如，耐磨和耐蚀涂层可能是多层耐蚀金属交互层，耐蚀金属选自由钼、铌、钽、钨、铬、钛、锆、镍或上述金属的合金组成的群。众所周知，例如，在三层涂层中，第一层是金属或金属混合物层或Medeleeva元素周期表中的1VA V1A层，所述层在惰性气体介质中形成，第二层为惰性与反应气体的反应混合物，并且第三层为氮化物、碳化物、硼化物或上述物质的混合物的层(参见2001年01月10日公布的专利RF2161661，I.Cl.C23C14/16的说明书)。涂层包括厚度为0.02-0.08微米的钪、钇或稀土金属次层，层的数量可能从x到500。层厚度的比例为(0.02-5.0)、(0.04-10)、(0.1-12.5)，并且前两层的厚度比例是1.0∶2.0∶2.5。

上述耐磨涂层具有耐磨性，但是，这种耐磨性对上述恶劣环境而言并不够。

现有技术已知，耐磨等离子涂层以镀膜在金属产品上的铬为基础(参见1994年12月30日公布的俄罗期专利第2,025,543号I.Cl.C23C14/08的说明书)，所述金属产品包括氮化钒组合物(Cr-V)N，其中铬与钒原子百分比含量的比率为：Cr28-50，V50-72。

上述涂层可在工业中用于改善切割工具和技术工具的耐磨性，涂层具有1-3.08的相对耐磨性，所述耐磨性取决于组合物而变化。

这种涂层的耐磨性相对较高，但其使用主要局限于切割工具，即为了工业产品能够迅速恢复而设计。

现有技术还已知，基于钛、铝及铬的合成复合氮化物((TixAlyCrz)N)的耐磨等离子涂层负载在金属或陶瓷产品上(见2010年11月27日公布的俄罗期专利第2,050,060号I.Cl.C23C14/06说明书)，其中铬(z)的含量取决于铝与钛的含量，并且表示出从(x-y)的1/7到1/5的限制，其中0.05≤x≤y，x/y＜1。

上述涂层具有改进的耐磨性并且可用于切割工具，即其功能性也局限于该领域。

发明概述

最接近所请求技术解决方案的使用目的、技术本质和结果的是多层涂层，包含氮化层和氮化钛与铝层(见2009年05年14日公布的美国专利申请US2009/0123737“所处理的表面的涂层因固态粒子而耐侵蚀”I.Cl.B32B18/00的说明书)，其中氮化钛位于以常用方式获得的氮化层上，并且与厚度从10nm到100nm的AlCrN层交替，其中总厚度从19微米到20微米。

这种涂层可具有相当大的耐磨性。然而，这种涂层的形成通过工作表面的几何参数的显著变化而实现。为了在多个装置中使用所处理的表面，需要与高达1-2微米的涂层厚度的减少相关联的额外加工，使得化学热处理的结果无效。

对具有破纪录的性能的新材料的开发(如对耐磨性、粗糙度和在极端条件下工作的机会)的现代研究与纳米技术密切相关，这使得人们创造具有结构元素的多组分组合物，所述组合物具有从几百纳米到几纳米的大小。与具有传统结构的相同组合物材料相比，这种材料的不同特征，如摩擦及其他特性，可以高出几倍。