[发明专利]一种采用非平衡磁控溅射制备螺纹防咬死涂层的方法

说明书

本发明公开了一种采用非平衡磁控溅射技术制备螺纹防咬死涂层的方法，该方法：一、对螺栓进行抛光和清洗：二、对螺栓进行喷砂处理；三、将Ni靶、Ag靶与Pd靶分别置于非平衡磁控溅射设备的多个独立靶位上，在螺栓表面非平衡磁控溅射技术采用沉积Ni过渡层：四、采用非平衡磁控溅射技术继续在Ni过渡层上沉积AgPd涂层，最后由Ni过渡层和AgPd涂层组成螺纹防咬死涂层。本发明解决了螺栓的拆装与锁紧过程中发生的咬死失效问题，其中位于表层的AgPd涂层中Ag具有良好的延展性和润滑性，加入Pd后涂层的热稳定性得到提高，同时AgPd复合涂层具有良好的抗氧化性与较高的硬度，涂层的综合性能得以提升。

技术领域

本发明属于涂层制备技术领域，具体涉及一种采用非平衡磁控溅射制备螺纹防咬死涂层的方法。

背景技术

螺栓是机械设备中常用的紧固件，一般机器有60％以上的部件需要用到螺纹连接，对机器设备的正常运行及安全生产有着举足轻重的作用。在长时间的使用过程中，螺纹咬死情况的发生对机器设备的日常维修及保养带来了很大的麻烦，特别是对于一些大型设备如水轮及电厂发电机中其螺纹连接件的重量更是达到了几十甚至上百公斤，如果发生螺纹咬死的现象则需要延误大量的工期重新安装，严重影响了企业的经济效益。导致螺栓咬死的外部原因主要由拧紧方式的不恰当，包括施力的角度和旋合的方向，这些都可通过规范人员操作来克服。造成螺纹咬死的内部因素主要是因为金属螺栓在受到损伤时由于自身的防腐特性会在表面形成一层氧化膜(对于奥氏体不锈钢来说氧化层的组分为氧化铬)，在螺纹反复使用被紧固时，螺栓与螺母之间产生的挤压力会把氧化膜拉成毛刺堵塞在螺纹中进而发生粘合咬死，使得螺栓无法被拆卸。通常螺纹中发生阻塞～剪切～锁死的过程只有几秒钟，因此如何及时有效地防止这一情况的发生成为螺栓使用中的关键解决点。

理论分析表明，减小螺纹之间的摩擦系数可较好地避免此问题，通常可以通过添加润滑剂来实现，一般用黄油、二硫化钼、石墨、云母或滑石粉来润滑螺纹的内外表面。重庆大学的邓小桅、程西云等人提出在润滑油中添加纳米硼酸镧可减小螺纹的摩擦系数，提高其抗咬死性能。专利CN202431391U中将与润滑油亲合性强的二硫化钼固体润滑剂喷涂在发动机活塞环的基础镀层上，可将摩擦系数降至0.03～0.07，明显减小了摩擦功损失。但是在零件表面涂覆润滑剂同样存在清理复杂，脱落易造成污染和二次锁死等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种采用非平衡磁控溅射制备螺纹防咬死涂层的方法。该制备方法针对螺栓的拆装与锁紧过程中发生的咬死失效问题，提出一种采用非平衡磁控溅射制备螺纹防咬死涂层的方法，该方法在螺纹表面制备了具有防止螺纹咬死的Ni-AgPd复合涂层，解决了螺栓的拆装与锁紧过程中发生的咬死失效问题，其中位于表层的AgPd涂层中Ag具有良好的延展性和润滑性，加入Pd后AgPd涂层的热稳定性得到提高，同时AgPd复合涂层具有良好的抗氧化性与较高的硬度，涂层的综合性能得以提升。并且本发明通过调节射频功率以及真空室气压大小制备出含不同Pd质量含量的螺纹防咬死涂层，该螺纹防咬死涂层根据螺栓使用环境的要求从而使其耐磨润滑性能发挥到最优。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种采用非平衡磁控溅射制备螺纹防咬死涂层的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、螺栓抛光及清洗：采用振动抛光机对螺栓进行振动抛光，然后依次采用工业除油剂、去离子水、无水乙醇和去离子水进行超声清洗，每次清洗的时间均为8min～15min；

步骤二、螺纹喷砂：对步骤一中超声清洗后的螺栓进行喷砂处理；