[發明專利]耐磨的壓縮機曲軸及其制備方法

有效

• 申請號: 201210131866.7
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN102628154A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 甄洪賓
• 申請（專利權）人: 賽屋（天津）涂層技術有限公司
• 主分類號: C23C8/36
• 分類號: C23C8/36;C23C10/12;C23C12/02;F04B39/00
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

技術領域

本發明屬于壓縮機曲軸領域，尤其是一種耐磨的壓縮機曲軸及其制備方法。

背景技術

為進一步提高壓縮機效率，壓縮機廠家均采用降低曲軸直徑，減少接觸面積的辦法，提高效率，但其耐磨損性能大幅度降低，無法滿足可靠性的需要，使降低曲軸直徑的方法，受到限制。當前，壓縮機制造業對曲軸的表面處理，普遍采用兩種工藝：1.曲軸表面進行磷化處理：磷化處理的磷化膜，一般1-3um，膜-基結合力低，很容易脫落，且摩擦系數高，耐磨損能力差，且膜厚偏差較大，大約在0.5-1um，在使用中，無法滿足需求，且磷化處理使用中物質，不能直接排放，對環境具有危害性；2.磷化處理后，噴涂MOS2涂層：薄膜厚度1-3um，膜-基結合力和磷化相比，沒有改善，但降低了摩擦系數；MoS2涂層在300℃時開始氧化，且在潮濕環境下，很容易失效，因此，和磷化性比，提高了一定的壓縮機效率，但仍然無法滿足需求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種耐磨的壓縮機曲軸，該壓縮機曲軸耐磨性強、表面摩擦系數低、結構簡單、設計科學合理、成本較低、硬度高，有效提高了壓縮機曲軸的使用壽命，并可有效提高壓縮機效率。

本發明的另一個目的在于提供一種耐磨的壓縮機曲軸的制備方法。

本發明解決其技術問題是通過以下技術方案實現的：

一種耐磨的壓縮機曲軸，包括短軸、曲柄以及長軸，短軸固裝在曲柄的上面，長軸固裝在曲柄的下面，長軸上制有油槽，且長軸上制有上摩擦部以及下摩擦部，其在短軸的外壁、長軸的上摩擦部外壁以及下摩擦部外壁均噴涂有類金剛石薄膜。

而且，所述的類金剛石薄膜從內層至外層分別包括基體滲氮層、鉻擴散過渡層、碳、氮的富鉻混合層以及類金剛石涂層，基體滲氮層的厚度為20～100nm，鉻擴散過渡層的厚度為350～800nm，碳、氮的富鉻混合層的厚度為100～300nm，類金剛石涂層的厚度為1000～1800nm，含N量＜10％。

一種耐磨的壓縮機曲軸的制備方法，其制備方法包括的步驟如下：

(1)、開啟設備：將現有的壓縮機曲軸處理后露出短軸的外壁、長軸的上摩擦部外壁以及下摩擦部外壁放入真空室內的轉盤上，關閉真空室，使真空室壓力為10^e-2帕，開始升溫，并保持溫度在70～200℃；繼續抽真空至小于6×10^e-3帕為止；啟動轉盤，轉盤轉速1-3轉/分鐘；

(2)、壓縮機曲軸的清洗刻蝕：通入2～5標況毫升每分的氬氣，使真空室內壓力達到0.1～0.6帕；打開負偏壓電源，對壓縮機曲軸施加負偏壓-500～-1000伏；然后打開離子源，電壓900～2000伏，電流80～180毫安，；時間10～20分鐘；

(3)、抽氣：關閉負偏壓電源、離子源以及氬氣，抽真空至小于6×10^e-3帕；

(4)、基體滲氮層沉積：通入1～2標況毫升每分的氮氣，保持真空度0.1～0.6帕，開啟負偏壓電源，-2000伏，然后開啟離子源電壓900～2000伏，時間30～60分鐘后，關閉離子源、負偏壓電源以及氮氣形成基體滲氮層；

(5)、鉻擴散過渡層沉積：通入10～30標況毫升每分的氬氣，至真空度0.5～1.3帕，開啟負偏壓電源至-500～-1000伏，開啟磁控鉻靶電源，電流3～6安，時間30～100分鐘后，關閉氬氣、磁控鉻靶電源以及負偏壓電源形成鉻擴散過渡層；

(6)、碳、氮的富鉻混合層沉積：同時通入10～30標況毫升每分的乙炔氣以及3-8標況毫升每分的氮氣，真空度保持在0.2～0.6帕，開啟負偏壓電源-1000～-1500伏，開啟離子源，電壓1000～2000伏，沉積時間40～90分鐘，形成碳、氮的富鉻混合層；

(7)、類金剛石涂層沉積：降低50％的氮氣流量，繼續沉積，時間80～100分鐘；關閉氮氣，繼續沉積60分鐘，形成類金剛石涂層；

(8)、保養：關閉所有氣體，負偏壓電源以及離子源電源，保持抽真空，控制真空度在10³帕，10～30分鐘，得到耐磨的壓縮機曲軸。

本發明的優點和有益效果為：