[发明专利]基体表面的富碳碳化铬纳米复合超硬自润滑涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种基体表面的富碳碳化铬纳米复合超硬自润滑涂层，其特征是：由硬质相多晶CrC与润滑相纳米晶碳nc-C组成，并且以多晶CrC为基质，nc-C镶嵌在该多晶CrC基质中，形成nc-C/CrC复合涂层。

2.如权利要求1所述的基体表面的富碳碳化铬纳米复合超硬自润滑涂层，其特征是：在基体与nc-C/CrC复合涂层之间为软质Cr过渡层。

3.如权利要求1所述的基体表面的富碳碳化铬纳米复合超硬自润滑涂层，其特征是：所述的nc-C/CrC复合涂层在大气环境中的摩擦系数在0.2以下。

4.如权利要求1、2或3所述的基体表面的富碳碳化铬纳米复合超硬自润滑涂层，其特征是：所述的nc-C/CrC复合涂层的硬度大于40Gpa。

5.一种基体表面的富碳碳化铬纳米复合超硬自润滑涂层的制备方法，其特征是：采用多弧离子镀技术，以金属Cr为靶材，以高纯Ar为工作气体，C₂H₂为反应气体，对表面清洗处理后的基体施加负偏压，对Cr靶施加靶电流，在基体表面沉积nc-C/CrC复合涂层；所述的基体负偏压为-200～-300V；所述的nc-C/CrC复合涂层由硬质相多晶CrC与润滑相纳米晶碳nc-C组成，并且以多晶CrC为基质，nc-C镶嵌在该多晶CrC基质中。

6.如权利要求5所述的基体表面的富碳碳化铬纳米复合超硬自润滑涂层的制备方法，其特征是：通过控制基体负偏压调控该nc-C/CrC复合涂层中CrC与碳的结晶状态和纳米团聚特征。

7.如权利要求5所述的基体表面的富碳碳化铬纳米复合超硬自润滑涂层的制备方法，其特征是：通过控制Cr靶电流与反应气体C₂H₂流量而调控复合涂层中CrC相的含量。

8.如权利要求5、6或7所述的基体表面的富碳碳化铬纳米复合超硬自润滑涂层的制备方法，其特征是：沉积nc-C/CrC复合涂层之前腔体抽真空至3×10^-3Pa～5×10^-3Pa。

9.如权利要求5、6或7所述的基体表面的富碳碳化铬纳米复合超硬自润滑涂层的制备方法，其特征是：基体表面清洗处理是在基体负偏压下轰击基体进行的偏压反溅射清洗。

10.如权利要求9所述的基体表面的富碳碳化铬纳米复合超硬自润滑涂层的制备方法，其特征是：在基体表面清洗处理过程中，腔体温度为300～400℃。

11.如权利要求9所述的基体表面的富碳碳化铬纳米复合超硬自润滑涂层的制备方法，其特征是：清洗之前腔体本底真空抽至3×10^-3Pa～5×10^-3Pa。

12.如权利要求9所述的基体表面的富碳碳化铬纳米复合超硬自润滑涂层的制备方法，其特征是：在基体表面清洗处理过程中，Ar流量为100～300sccm。

13.如权利要求9所述的基体表面的富碳碳化铬纳米复合超硬自润滑涂层的制备方法，其特征是：在基体表面清洗处理过程中，靶电流为50～70A。

14.如权利要求9所述的基体表面的富碳碳化铬纳米复合超硬自润滑涂层的制备方法，其特征是：在基体表面清洗处理过程中，所述的基体负偏压为-800～-1300V。

15.如权利要求5、6或7所述的基体表面的富碳碳化铬纳米复合超硬自润滑涂层的制备方法，其特征是：所述的nc-C/CrC复合涂层的在大气环境中的摩擦系数在0.2以下。

16.如权利要求5、6或7所述的基体表面的富碳碳化铬纳米复合超硬自润滑涂层的制备方法，其特征是：所述的nc-C/CrC复合涂层的硬度大于40Gpa。