[發明專利]一種具有耐磨耐蝕類金剛石涂層的高爾夫球頭及制備方法

在審

• 申請號: 202211624286.1
• 申請日: 2022-12-16
• 公開（公告）號: CN115976488A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 蘇東藝
• 申請（專利權）人: 廣州今泰科技股份有限公司
• 主分類號: C23C16/26
• 分類號: C23C16/26;C23C16/02;C23C14/02;C23C14/16;C23C14/35;C23C14/06;A63B53/04;C23C16/503;A63B102/32
• 代理公司: 廣州凱東知識產權代理有限公司 44259
• 代理人: 江鏡立

本發明公開了一種具有耐磨耐蝕類金剛石涂層的高爾夫球頭及其制備方法，高爾夫球頭包括表面形成有納米硬度超過15GPa的類金剛石涂層的高爾夫球頭基體，類金剛石涂層包括由內向外依次分布的厚度為0.5～0.9微米的過渡層和厚度為2.0～4.0微米的含氫碳基涂層，過渡層包括覆蓋在高爾夫球頭基體的表面上的金屬層以及碳成梯度分布在金屬層上的金屬/C復合層；金屬層的厚度為300～500nm，金屬/C復合層的厚度為200～400nm。采用本發明制備方法能夠快速高效地沉積制備具有類金剛石涂層的高爾夫球頭，所制得的高爾夫球頭具有優異的耐磨耐蝕性能，涂層膜基結合力強，且表面具有較亮的光澤外觀視覺效果。

技術領域

本發明涉及高爾夫球頭制備技術領域，尤其涉及一種具有耐磨耐蝕類金剛石涂層的高爾夫球頭及其制備方法。

背景技術

因為良好的加工性能，金屬材料制品在運動器材和鐘表等行業廣泛應用。高爾夫球頭大量使用鐵基材料和鈦合金，。這些材料的表面硬度較低，通常低于HRC50，高爾夫球頭在使用過程中的耐磨性較差。另外，對于一些高爾夫球頭，由于大量使用非奧氏體鐵基材料，如17－4合金等，需要提高這些球頭的耐蝕性能水平。此外，作為裝飾性要求，還需要對高爾夫球頭進行表面處理，以達到黑亮色澤的外觀效果。

目前，各種先進表面改性技術在不斷嘗試并應用于高爾夫球頭制備領域。其中，類金剛石涂層(DLC涂層)由于具有優異的耐磨耐蝕性能，同樣在高爾夫球頭制造領域引起了廣泛關注。但是，目前制備DLC涂層的效率較低，并且制備造價高，如此會嚴重限制了DLC涂層在高爾夫球頭制造領域的廣泛應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有耐磨耐蝕類金剛石涂層的高爾夫球頭及其制備方法，解決了現有技術中高爾夫球頭表面制備DLC涂層時沉積速率慢、涂層膜基結合力弱的問題。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種具有耐磨耐蝕類金剛石涂層的高爾夫球頭，包括高爾夫球頭基體，所述高爾夫球頭基體的表面形成有納米硬度超過15GPa的類金剛石涂層，所述類金剛石涂層包括由內向外依次分布的過渡層和含氫碳基涂層，所述過渡層包括覆蓋在高爾夫球頭基體的表面上的金屬層以及碳成梯度分布在金屬層上的金屬/C復合層；所述含氫碳基涂層的厚度為2.0～4.0微米，所述金屬層的厚度為300～500nm，所述金屬/C復合層的厚度為200～400nm，所述過渡層的總厚度為0.5～0.9微米。

進一步，所述含氫碳基涂層的sp³C的體積含量超過45％。

進一步，所述過渡層中的金屬層為鈦層、鉻層、鎢層、鈦鋁合金層或鉻鋁合金層中的任意一種。

進一步，所述高爾夫球頭基體的材質為硬度低于HRC50的軟質金屬材料。

進一步，所述高爾夫球頭基體的材質為鐵基合金或鈦合金。

第二方面，本發明提供了上述任意一種具有耐磨耐蝕類金剛石涂層的高爾夫球頭的制備方法，包括以下步驟：

S1、預處理：將高爾夫球頭基體超聲清洗表面，并用無油壓縮空氣吹干待用；

S2、刻蝕活化：將經過步驟S1處理后的高爾夫球頭基體置于真空鍍膜裝置的真空室中，真空室內的壓強為0.05～0.15Pa，真空室內安裝了2個磁控靶陰極和4個離化源電極，對高爾夫球頭基體施加脈沖偏壓-150V～-250V，開啟離子源利用氬等離子體對高爾夫球頭基體的表面進行刻蝕活化，期間維持直流弧電流為60～100A，刻蝕活化的時間為30～60min，刻蝕后的高爾夫球頭基體的表面溫度達到83℃～150℃；