[發明專利]一種用于液壓閥桿表面防護的復合涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201910604071.5
• 申請日: 2019-07-05
• 公開（公告）號: CN110387529B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 胡建強;郭力;張廣安;徐克明;楊士釗;徐新
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍勤務學院;徐州睿創智能科技有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/06;C23C14/16;C23C14/32;B05D1/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 周敏

本發明公開了一種用于液壓閥桿表面防護的復合涂層及其制備方法，所述復合涂層由基體表面自下而上依次層疊排列的金屬鉻過渡層、同質CrN多層復合功能層以及SiO_xC_yH_z聚合物頂層構成，總厚度控制在3.5μm～10.0μm。本發明還提供了該復合涂層的制備方法：采用磁控濺射或電弧離子鍍在液壓閥桿表面沉積金屬鉻過渡層、同質CrN多層復合結構，采用等離子體化學氣相沉積SiO_xC_yH_z聚合物頂層。本發明簡化了液壓閥桿表面防護層工藝流程和作業環節，提高了工作效率，可以完全替代液壓閥桿電鍍鉻的防護層，徹底消除了電鍍中的環境污染問題。

技術領域

本發明屬于基體表面防腐技術領域，涉及一種液壓閥桿表面涂層，尤其涉及一種用于液壓閥桿表面防護的復合涂層及其制備方法。

背景技術

液壓系統廣泛應用在汽車制造、礦山冶金、港口運輸、石油、石化、印刷、紡織機械等領域，其中液壓系統中種類繁多的液壓元器件普遍采用電鍍鉻的表面處理方法以達到產品性能耐腐蝕、高硬度、耐磨損的效果。然而，隨著液壓機械生產制造、修復領域的快速發展對液壓系統的性能需求的提升，使得液壓元器件表面電鍍鉻技術工藝滯后先天不足的缺陷越來越明顯，施鍍處理零部件時原料中的有害成分及氣體不同程度傷害到現場操作人員；其次在電鍍鉻實施過程中工序繁雜、效率低下，高耗能、重污染、并造成環境的危害。

液壓閥桿是液壓閥的重要部件，用于傳動，上接執行機構或者手柄，下面直接帶動閥芯移動或轉動，以實現液壓閥開關或者調節作用，其在液壓閥啟閉過程中不僅是運動件、受力件，而且是密封件；同時它還受到介質的沖擊和腐蝕，還與填料產生摩擦。因此，在選擇閥桿材料時，必須保證它在規定的溫度下有足夠的強度、良好的沖擊韌性、抗擦傷性、耐腐蝕性。目前，替代液壓閥桿表面電鍍鉻的加工處理工藝如滲碳、滲氮、碳氮共滲、激光表面強化、熱噴涂等已不能滿足液壓閥桿加工精度要求，也難以滿足液壓閥桿耐磨損、耐腐蝕以及承受交變載荷沖擊的使用要求。其中外形復雜、長徑比較大的液壓閥桿在滲碳、滲氮、碳氮共滲以及激光表面強化的處理過程中易造成熱處理變形、熱應力產生裂紋而造成廢品率高的缺點；熱噴涂涂層由于硬度低、結合強度不足、孔隙率高以及表面粗糙等缺陷而導致產品的耐磨性、耐蝕性、抗沖擊性能、疲勞強度和使用壽命達不到設計要求，而且還需要后續精加工使得生產成本也顯著提高。因此，開發一種能滿足液壓閥桿的使用要求，且生產成本低的液壓閥桿表面處理方法很有必要。

發明內容

針對常規表面處理技術無法滿足液壓閥桿的機械性能、耐腐蝕性能、抗沖擊性能以及抗擦傷性能的不足，本發明提供一種用于液壓閥桿表面防護的復合涂層及其制備方法，該涂層一方面能夠滿足液壓閥桿加工精度要求，另一方面可滿足液壓閥桿耐磨損、耐腐蝕以及承受交變載荷沖擊的使用要求，可有效提高液壓閥桿的可靠性和服役壽命。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種用于液壓閥桿表面防護的復合涂層，所述的復合涂層由基體表面自下而上依次層疊排列的過渡層、復合功能層以及頂層構成，所述的基體為液壓閥桿；所述的過渡層的厚度為0.3μm～1.0μm，其由基底表面依次沉積的低硬度金屬鉻層與高硬度金屬鉻層組成；所述的復合功能層的厚度為2.5μm～10.0μm，其為同質CrN多層復合結構；所述的頂層的厚度為0.05μm～0.2μm，其為SiO_xC_yH_z聚合物層，其中x值為0.3～0.5、y值為0.3～0.4、z值為0.2～0.3；所述的復合涂層總厚度控制在3.5μm～10.0μm。

優選的，所述的復合功能層的厚度為3.0μm～9.0μm。

優選的，所述的同質CrN多層復合結構的總層數不少于10層，單層厚度為0.1μm～1.0μm，更優選為0.2μm～0.5μm。

優選的，所述的頂層厚度為0.1μm。