【技术实现步骤摘要】
水基液体环境用CrSiC复合涂层及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种复合涂层，尤其涉及到一种水基液体环境用CrSiC复合涂层及其制备方法与应用，属于基体表面处理
技术介绍
近年来，为避免润滑油带来的污染，食品、医药、给水排水和液压等领域提出用水润滑系统来替代传统的油润滑系统。然而传统的金属材料在水润滑系统中面存在润滑性差、易腐蚀、可靠性不足等问题，在不锈钢材料表面镀覆硬质涂层是解决上述问题的有效方法。目前碳基涂层和氮化物涂层是最有希望应用于水基液压系统、滑动轴承和水泵机械密封面等运动部件的表面防护材料。氮化铬基涂层已经被证明适用于水润滑，但是其相对较低的硬度和高摩擦系数限制了它在工业中的应用。而金刚石、DLC、GLC、a-CNx等碳基薄膜在水环境中具有低摩擦系数和低磨损率等优势，但是其内应力大、膜基结合力和承载能力较差制约了其在高承载工况下的使用寿命。研究发现，在碳基薄膜中掺入Ti、Cr等过渡金属元素可以有效降低涂层内应力，改善其摩擦学性能。例如当Cr掺杂量较低时得到的Cr/a-C薄膜与不锈钢、Al2O3、SiC和Si3N4等不同材质的小球对磨都表现出...
【技术保护点】
1.一种水基液体环境用CrSiC复合涂层，其特征在于包括硬质相纳米晶CrC与润滑相非晶碳a‑C：H/Si的复合结构，其中所述润滑相为基质，硬质相弥散分布于所述基质中。
【技术特征摘要】
1.一种水基液体环境用CrSiC复合涂层，其特征在于包括硬质相纳米晶CrC与润滑相非晶碳a-C：H/Si的复合结构，其中所述润滑相为基质，硬质相弥散分布于所述基质中。2.根据权利要求1所述的水基液体环境用CrSiC复合涂层，其特征在于：所述CrSiC复合涂层中Cr元素的含量与C元素和Si元素的含量的组合之比为40～50：100，其中，所述Si元素与C元素的含量之比为1～25：100；和/或，所述CrSiC复合涂层的厚度为2～10μm；和/或，所述CrSiC复合涂层的硬度为20～30GPa，与基体的结合力为20～50N，在水环境中的摩擦系数最小为0.05，磨损率为10-16m3/N·m量级。3.一种应用于水基液体环境的复合涂层结构，其特征在于包括依次形成在基体上的软质Cr过渡层和权利要求1或2所述的水基液体环境用CrSiC复合涂层；优选的，所述软质Cr过渡层的厚度为100～500nm；优选的，所述软质Cr过渡层的硬度为4～10GPa。4.一种水基液体环境用CrSiC复合涂层的制备方法，其特征在于包括：采用多弧离子镀技术，以CrSi合金为靶材，保护性气体为工作气体，C2H2为反应气体，对基体施加负偏压，对CrSi合金靶施加靶电流，在基体表面沉积形成CrSiC复合涂层。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述CrSi合金靶中Si原子的含量为1～20at％，优选的，其中Si与Cr的原子比为1～25at％：1；和/或，施加于所述CrSi合金靶的电流为50～70A；和/或，施加于所述基体的负偏压为-50～-300V；和/或，所述CrSi合金靶的数量大于等于2且小于等于8；尤其优选的，所述CrSi合金靶以基体为中心对称分布；和/或，所述CrSi合金靶的纯度在99.5％以上；和/或，所述保护性气体的流量为300～400sccm，气压为0.7～1.5Pa；尤其优选的，所述保护性气体包括Ar；和/或，所述C2H2的流量为50～200sccm，C2H2分压为0.1～0.4Pa；尤其优选的，所述保护性气体和C2H2的纯度均在99.9％以上；和/或，所述基体包括不锈钢基体和/或钛合金基体。6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于包括：在沉积CrSiC复合涂层之前，先将多弧离子镀设备的腔体抽真空至3×10-3Pa～5×10-3Pa；和/或，在沉积CrSiC复合涂层之前，先对基体表面进行清洗处理；优选的，所述清洗处理包括超声清洗和/或多弧离子镀反...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜欣，王永欣，王立平，毛春龙，毛金根，陈善俊，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，江苏金晟元特种阀门股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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