[发明专利]铝合金活塞多层梯度类金刚石纳米复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种铝合金活塞多层梯度类金刚石纳米复合涂层，其特征在于该涂层依次由活塞基体、底层粘接层、中间过渡层和表层构成，底层为金属Ti或Cr粘接层，中间过渡层为金属氮化物和Si层，表层为金属掺杂类金刚石碳膜；所述金属掺杂类金刚石碳膜为Ti或Cr掺杂类金刚石碳膜。

2.如权利要求1所述的涂层，其特征在于金属氮化物层为CrN或TiN。

3.如权利要求1所述的涂层，其特征在于复合涂层的底层粘接层厚度为0.2～0.4微米，中间过渡层厚度为2～3微米，表层厚度为2～3微米。

4.如权利要求1所述的涂层的制备方法，其特征在于将经过常规前处理后的铝合金活塞置于多弧离子镀-磁控溅射复合气相沉积真空系统中，依次沉积以下多层梯度膜：(1)磁控溅射Ti粘接层，将工件置于磁控溅射真空系统中，以金属Ti靶为阴极，工作气体为氩气，沉积时间5～10min；(2)多弧离子镀沉积TiN或CrN层，金属Ti靶或Cr靶为阴极，工作气体为氩气和氮气，处理时间为30～40min；(3)磁控溅射沉积Si层，控制射频电源功率为300～500W，偏压为-300V，处理时间为30～40min；(4)Ti或Cr金属掺杂类金刚石梯度复合涂层沉积，沉积过程中，真空室的本底真空为5×10-4Pa，放电气压为0.5Pa，氩气和甲烷混合气氛，活塞样品上施加800～1000V的负偏压，通过逐渐增加甲烷流量以及逐渐降低Ti靶或Cr靶工作电流来获得Ti含量或Cr含量梯度变化的金属掺杂类金刚石表层，处理时间为150～250min，自然冷却，最后在铝合金活塞表面获得多层梯度类金刚石复合涂层。