PTFE活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜及制备方法技术

本发明专利技术涉及聚四氟乙烯活塞环技术领域，具体来说是聚四氟乙烯基体表面镀含钛铬碳基纳米多层膜及制备方法，包括依次沉积在聚四氟乙烯基体上的纯Cr结合层、Ti+Cr/C梯度过渡层、非晶纯碳膜层；Ti+Cr/C过渡层中Ti+Cr含量占60～65％，且Ti+Cr含量分布从纯Cr结合层侧到非晶纯碳膜层侧逐渐增加。本申请含钛铬碳基纳米多层膜具有硬度大、内应力低、摩擦系数小、磨损率低、减磨和耐磨性能优异的特点，能够有效解决制约活塞环缸套摩擦润滑技术可靠性的瓶颈问题，大幅度提高活塞环的寿命，为发展长寿命压缩机摩擦副材料提供新方法。缩机摩擦副材料提供新方法。缩机摩擦副材料提供新方法。

PTFE piston ring surface plated with titanium chromium carbon based nano multilayer film and its preparation method

The invention relates to the technical field of polytetrafluoroethylene piston rings, in particular to the surface of polytetrafluoroethylene substrate coated with titanium chromium carbon based nano multilayers and a preparation method, including a pure CR bonding layer, a ti+cr/c gradient transition layer and an amorphous pure carbon film layer deposited on the polytetrafluoroethylene substrate in turn; The content of ti+cr in the ti+cr/c transition layer accounts for 60 ~ 65%, and the distribution of ti+cr content gradually increases from the side of pure CR bonding layer to the side of amorphous pure carbon film. The titanium chromium carbon based nano multilayer film in this application has the characteristics of high hardness, low internal stress, small friction coefficient, low wear rate, excellent wear reduction and wear resistance, which can effectively solve the bottleneck problem that restricts the reliability of the piston ring cylinder liner friction lubrication technology, greatly improve the service life of the piston ring, and provide a new method for the development of long-life compressor friction pair materials. The friction pair material of the compressor provides a new method. The friction pair material of the compressor provides a new method< br/>

【技术实现步骤摘要】
PTFE活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜及制备方法


[0001]本专利技术涉及聚四氟乙烯活塞环
，具体来说是一种PTFE活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜及制备方法。

技术介绍

[0002]活塞式气缸的磨损主要是由活塞环、支撑环与缸套之间的摩擦所引起的。压缩机铝合金气缸在长时间使用后，气缸缸套会出现明显的磨损痕迹，其中底部磨损相对于顶部磨损更为严重。同时，气缸内部的活塞环和支撑环也会出现不同程度的磨损。
[0003]首先，聚四氟乙烯活塞环在工作时，气缸缸套上的金属凸起物会刺入活塞环内部，由于剪切和切削作用，金属凸起物会切下活塞环工作面上的凸起部分，从而造成活塞环出现磨损状况。其次，聚四氟乙烯活塞环在长时间运作后，由于不断地受到交变荷载的作用，活塞环内部会产生微裂纹，并且这些微裂纹随着运作时间的增加会不断地扩展，造成活塞环的强度降低，进而导致活塞环出现致疲劳断裂现象。
[0004]可见，有效的减小活塞环和缸套之间的磨损是保证压缩机长周期有效稳定运行的关键，急需解决活塞环缸套运动件机构的摩擦润滑问题。无油润滑压缩机技术的发展，一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PTFE活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜，其特征在于：包括依次沉积在聚四氟乙烯基体上的纯Cr结合层、Ti+Cr/C梯度过渡层、非晶纯碳膜层；所述Ti+Cr/C过渡层中Ti+Cr含量占60～65％，且Ti+Cr含量分布从纯Cr结合层侧到非晶纯碳膜层侧逐渐增加。2.根据权利要求1所述的PTFE活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜，其特征在于：所述纯Cr结合层的厚度为80～100nm。3.根据权利要求1所述的PTFE活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜，其特征在于：所述Ti+Cr/C梯度过渡层的厚度为100～200nm。4.根据权利要求1所述的PTFE活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜，其特征在于：所述非晶纯碳膜层的厚度为0.7～1.12μm。5.根据权利要求1所述的PTFE活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜，其特征在于：所述非晶纯碳膜层的sp2结构含量为62～70％。6.如权利要求1
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5任一项所述的PTFE活塞环表面镀含钛铬碳基纳米多层膜的制备方法，其特征在于：采用电弧离子镀法和非平衡磁控溅射法两步法，将含钛铬碳基纳米多层膜镀于聚四氟乙烯基体表面，具体包括以下步骤：1)用丙酮将聚四氟乙烯基体表面擦拭干净，经烘干后放入电弧离子镀膜机反应室，将反应室抽真空，通入纯氩气，对基体表面进行等离子体清洗，然后将气压控制在0.3～0.4Pa，基底温度控制在50～60℃，用100A弧电流、负偏压120～140V在基底上沉积得到纯Cr结合层；2)在四个垂直于水平面并相互呈90
°
方向安置两个纯石墨靶、一个金属铬靶、一个金属钛靶，其中将两个石墨靶间隔放置；在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东光，邹金鑫，周思维，罗来马，吴玉程，
申请(专利权)人：合肥工业大学智能制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：