[发明专利]一种耐磨耐疲劳和反复冲击的涂层及生产工艺

说明书

本发明公开了一种耐磨耐疲劳和反复冲击的涂层及生产工艺，涂层包括依次生成在基体上的Cr基底层、CrN+Cr重复层以及CrC与DLC混合材料制成的表层，所述的CrN+Cr重复层为CrN层和Cr层交替设置，多次重复而成的CrN+Cr重复层。本发明的生产工艺，整个工艺过程严格控制温度在160℃以下，能保障工件的基体性能不受退火影响，同时生成的涂层中Cr基底层的硬度呈阶梯形提高，使其具有更好的抗冲击性能，采用了CrN和Cr交替重复多次的结构，使生成的涂层能有效抵抗高频耐疲劳冲击以及高压冲刷；表层采用CrC+DLC的混合层，既能保证涂层所需的硬度，又能使涂层具有很高的韧性，与CrN+Cr重复层结合，能大幅度提高生成的涂层的耐磨、耐疲劳和抗高压冲击的性能。

技术领域

本发明涉及涂层材料及涂层生产工艺技术领域，特别是涉及一种耐磨耐疲劳和反复冲击的涂层及生产工艺。

背景技术

在很多机械设备，特别是一些高端精密设备中，常需要用高性能涂层增强设备的性能。例如，在高压共轨系统中，喷油嘴控制阀是整个系统的核心，目前我国也能达到高压力供油，但是国产的喷油嘴控制阀在寿命方面远远不如国外。现有技术中，喷油嘴控制阀的镀膜普遍采用的涂层有普通的DLC涂层（也称为类金刚石涂层）和CrN涂层，两种涂层各有利弊，DLC涂层摩擦系数小，硬度高，但是脆性大，在国4标准以下适用性广，CrN涂层结合力好，耐一定的冲击性，但是摩擦系数低，耐磨性欠缺，寿命低。

喷油嘴控制阀的涂层应该具备耐摩擦、耐高频冲击、耐高压和涂层温度低等综合性能。耐摩擦要求涂层硬度高，摩擦系数小，一般DLC有这样的性能,但是硬度高的DLC涂层都不耐高频冲击，因为在硬度高的情况下涂层容易破损而失效。耐高压主要是耐高压燃油的高压冲刷，要求涂层表面颗粒度小。高压共轨控制阀为了保证其材料硬度，回火温度一般在180°以内，低的涂层温度能保证很多低回火温度的工件也能做涂层。目前现有涂层没法保证以上的综合性能，因而需要对现有的涂层材料及涂层的生产工艺进行改进，使其符合上述的性能要求。

发明内容

本发明针对背景技术中所述的现有的涂层材料和涂层生产工艺制成的涂层无法同时满足耐摩擦、耐高频冲击、耐高压和涂层温度低等性能要求的问题，提供一种能解决前述问题的耐磨耐疲劳和反复冲击的涂层。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：其包括依次生成在基体上的Cr基底层、CrN+Cr重复层以及CrC与DLC混合材料制成的表层，所述的CrN+Cr重复层为CrN层和Cr层交替设置，多次重复而成的CrN+Cr重复层。

进一步的方案是，所述的Cr基底层的厚度为0.4-0.8微米。

进一步的方案是，所述的CrN+Cr重复层包括多个CrN层和多个Cr层，各层CrN层的厚度为0.2-0.3微米，最外侧的Cr层的厚度为0.25-0.35微米，其余Cr层的厚度为0.02-0.08微米，所述的CrC与DLC混合材料制成的表层生成在最外侧的Cr层的外层。

进一步的方案是，所述的CrC与DLC混合材料制成的表层的厚度为0.8-1.5微米。

本发明的另一个目的在于提供一种耐磨耐疲劳和反复冲击的涂层的生产工艺，其包括以下生产步骤：

S1用九槽清洗生产线清洗需要生成涂层的工件；

S2将清洗好的工件固定在转架上，将整个转架放入涂层设备内；

S3涂层设备内部抽真空，抽真空到涂层设备内部气压为1*10-5 mbar，涂层设备加热到140-155℃，将转架的转速设置在0.5-2转/分钟；