[發明專利]一種壓縮機滑片表面涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201811378429.9
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109338322B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 莊希平;莊泉;鄭賀;汪愛英;孫麗麗
• 申請（專利權）人: 寧波甬微集團有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/16;C23C14/06
• 代理公司: 寧波元為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33291
• 代理人: 單英

本發明公開一種壓縮機滑片表面涂層，該涂層呈層疊結構，自壓縮機滑片表面向上，依次為金屬A過渡層、梯度過渡層與交替層；梯度過渡層為金屬A摻雜的類石墨層，并且沿層疊方向金屬A元素含量逐漸減小，碳元素含量逐漸增大；交替層由金屬A摻雜的類石墨層與類石墨層交替形成。該涂層具有強的界面結合性，同時具有高硬度，高耐磨性。本發明提供一種采用磁控濺射制備該涂層的方法，工藝簡單，易于產業化。

技術領域

本發明涉及壓縮機滑片表面處理技術領域，具體涉及一種壓縮機滑片表面涂層及其制備方法。

背景技術

目前，國內外空調企業已經在高能效空調上啟用新的環保冷媒來替代氟利昂類物質R22，已在歐美、日本等國家和地區得到應用。但是，由于環保新冷媒的運用，原有的空調壓縮機及其零配件已經不能完全滿足新的冷媒介質環境要求，其中包括壓縮機內部工作壓力從R22時的1.5-2MPa增加到R410A時的3-4MPa，甚至日本的最新技術二氧化碳壓縮機的內部工作壓力已經達到11MPa以上。在新的冷媒環境下，空調壓縮機的心臟部件滑片的摩損程度大大增加，原有的滑片的表面處理技術已經不能滿足需求，因此開發一種能適應高壓力的摩擦環境、綠色的高性能表面涂層新材料和技術已成為亟需的關鍵，也是當前國內外技術發展的主流趨勢。

類金剛石薄膜(Diamond-like carbon,DLC)是一種具有高硬度、低摩擦系數、高耐磨耐蝕性、寬透光范圍、優異生物兼容性等多種優異性能的表面功能材料。可由多種物理/化學氣相沉積法在低溫下大面積均勻制備，是理想的提高滑片耐磨潤滑特性的表面改性材料之一。

公開號為CN101880876A的發明專利“壓縮機滑片及其表面涂層處理方法”采用磁控濺射與陽極層離子源技術，在壓縮機滑片表面設計了鉻涂層/第一含硅類金剛石涂層/第二含硅類金剛石涂層的膜層結構，獲得了具有良好結合力和耐磨性的類金剛石涂層，但其引入了六甲基二硅氧烷這種刺激性氣體，具有一定的操作危險性。

公開號為CN108004500A的發明專利“一種提高壓縮機滑片減摩耐磨性的薄膜及其制備方法”采用磁控濺射方法在壓縮機滑片表面設計了四層薄膜，第一層是金屬單質薄膜結合層，第二層是金屬氮化物薄膜過渡層，第三層是金屬碳化物薄膜過渡層，第四層是類石墨碳膜層。但是，該方法膜層相對較多，結構比較復雜。

發明內容

針對上述技術現狀，本發明旨在提供一種壓縮機滑片表面涂層，具有強的界面結合，同時具有高硬度、高耐磨特性。

為了實現上述技術目的，本發明所提供的技術方案是：一種壓縮機滑片表面涂層，呈層疊結構，層疊方向自壓縮機滑片表面向上，壓縮機滑片表面為金屬A過渡層，金屬A過渡層表面為梯度過渡層，梯度過渡層表面為交替層；

所述梯度過渡層為金屬A摻雜的類石墨層，并且沿所述層疊方向，金屬A元素含量逐漸減小，碳元素含量逐漸增大；

沿所述層疊方向，所述交替層由金屬A摻雜的類石墨層與類石墨層交替形成。

所述金屬A包括但不限于鉻、鎢、鈦中的一種或多種。

所述壓縮機滑片的材質不限，包括不銹鋼、高速鋼或軸承鋼。

作為優選，所述涂層的總厚度大于2微米。

作為優選，所述金屬過渡層厚度為200納米～350納米。

作為優選，所述梯度過渡層厚度為300納米～350納米。

作為優選，所述交替層厚度為1.2微米～2.5微米。

所述交替層中，一層金屬A摻雜的類石墨層與一層類石墨層作為一個交替周期層，作為優選，所述交替層由5～10個交替周期層組成。

作為優選，采用磁控濺射技術，以金屬A靶與石墨靶為濺射靶材，濺射沉積所述的梯度過渡層，沉積過程中，金屬A靶的工作電流逐漸減小，石墨靶的工作電流逐漸增大。