【技术实现步骤摘要】
-种具有MoN/Cr/CrN/Cr纳米复合超厚涂层的活塞环及其 制备方法
本专利技术涉及，属于 薄膜材料
。
技术介绍
活塞环-缸套是发动机的核心部件，也是工作条件恶劣、磨损严重的摩擦副。发动机的 使用寿命、尾气排放、燃油经济性与活塞环的材料、结构、加工精度和表面性能密切相关，而 且活塞环与缸套的摩擦故障是导致发动机故障的主要原因。目前，工业上通用的活塞环表 面处理技术为六价铬电镀技术，但是电镀铬会对环境造成严重污染，工厂的电镀铬的排污 口常常是寸草不生。六价铬的毒性是三价铬的100倍，对土壤和水环境的污染更为严重，如 果进入人体，还会致癌。 物理气相沉积技术（PVD镀膜）是制备发动机活塞环保护涂层的最新表面处理技 术，相对于电镀、氮化、喷钥技术有明显的优势，表1为各种表面处理技术的对比，由表1可 知，PVD镀膜技术在设备能耗、涂层硬度和涂层性能方面均优于电镀、氮化、喷钥技术，且其 对环境的污染最小。 表1活塞环表而々卜理枋太桦能对比
【技术保护点】
一种具有MoN/Cr/CrN/Cr纳米复合超厚涂层的活塞环，其特征在于：包括活塞环基体及其表面附着的MoN/Cr/CrN/Cr纳米复合超厚涂层；所述MoN/Cr/CrN/Cr纳米复合超厚涂层包括冶金层、金属层、应力梯度层和工作层，冶金层由高能Cr离子轰击活塞环基体表面制得，冶金层表面依次附着有金属层、应力梯度层和工作层；所述金属层为Cr层，应力梯度层为CrN梯度层，工作层为MoN/Cr/CrN/Cr/MoN涂层或由MoN层、Cr层、CrN层和Cr层周期排列形成的MoN/Cr/CrN/Cr周期涂层，且MoN/Cr/CrN/Cr周期涂层的表层为MoN层。
【技术特征摘要】
1. 一种具有MoN/Cr/CrN/Cr纳米复合超厚涂层的活塞环，其特征在于：包括活塞环基 体及其表面附着的MoN/Cr/CrN/Cr纳米复合超厚涂层；所述MoN/Cr/CrN/Cr纳米复合超厚 涂层包括冶金层、金属层、应力梯度层和工作层，冶金层由高能Cr离子轰击活塞环基体表 面制得，冶金层表面依次附着有金属层、应力梯度层和工作层；所述金属层为Cr层，应力梯 度层为CrN梯度层，工作层为M〇N/Cr/CrN/Cr/M〇N涂层或由MoN层、Cr层、CrN层和Cr层周 期排列形成的MoN/Cr/CrN/Cr周期涂层，且MoN/Cr/CrN/Cr周期涂层的表层为MoN层。2. 根据权利要求1所述一种具有MoN/Cr/CrN/Cr纳米复合超厚涂层的活塞环，其特征 在于：所述活塞环基体的材料为铸铁或钢。3. 根据权利要求1所述一种具有MoN/Cr/CrN/Cr纳米复合超厚涂层的活塞环，其特征 在于：所述MoN/Cr/CrN/Cr纳米复合超厚涂层的厚度为10-30微米。4. 根据权利要求1-3任一项所述一种具有MoN/Cr/CrN/Cr纳米复合超厚涂层的活塞 环，其特征在于：所述冶金层的厚度为50-100纳米，金属层的厚度为1-2微米；应力梯度层 的厚度为1-2微米；工作层中单层MoN层或CrN层的厚度为2-2. 5微米，单层Cr层的厚度 为150-300纳米。5. 根据权利要求1- 3任一项所述一种具有MoN/Cr/CrN/Cr纳米复合超厚涂层的活塞 环，其特征在于：所述应力梯度层的应力梯度为2-4个。6. -种制备权利要求1-5任一项所述具有MoN/Cr/CrN/Cr纳米复合超厚涂层的活塞环 的方法，其特征在于包括如下步骤： (1) 对活塞环基体进行预处理； (2) 将经步骤（1)预处理后的活塞环基体装夹在活塞环工件架上，装炉，升温至 300-40(TC，进行氩等离子体刻蚀；然后用Cr离子轰击活塞环基体表面，得到冶金层； (3) 在步骤（2)制备的冶金层上沉积Cr金属层； (4) 偏压为一 100V?一 200VX80%下，调节氮气压为0. 5Pa，在步骤（3)制备的Cr金 属层表面沉积一层CrN层，然后阶梯式增大氮气压，且氮气压均不大于3. OPa，每个氮气压 下沉积一层CrN层，所述CrN层的层数为2-4 ; (5) 采用离子源辅助多弧离子镀膜法在步骤（4)制备的CrN应力梯度层上依次沉积MoN 层、Cr层、CrN层、Cr层和MoN层，形成Mo...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫少健，杨兵，万强，付德君，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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