[实用新型]基于类金刚石薄膜的增厚型复合薄膜

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种复合薄膜，尤其是一种基于类金刚石薄膜的增厚型复合薄膜。

背景技术

类金刚石薄膜是一种含有大量sp3 键的亚稳态非晶碳薄膜，碳原子间主要以sp3 和sp2 杂化键结合，性能接近于金刚石，类金刚石具有和金刚石几乎一样的特性，由于具有高硬度和高弹性模量，低摩擦因数，耐磨损以及良好的真空摩擦学特性，很适合于作为耐磨涂层，因而通过气相沉积工艺获得的类金刚石薄膜在众多有耐磨、硬度要求的零件上得到广泛应用。

然而，无论是在什么样的零件上使用，一般来说，在满足零件尺寸要求的前提下，涂层的厚度，尤其是类金刚石薄膜的厚度往往是越厚越好，这样零件的耐磨性和硬度会相应提高，然而一旦涂层的厚度增加，尤其是类金刚石薄膜的厚度增加，就会导致类金刚石层的内应力增大，影响涂层和基材结合力，导致涂层与基材剥离，这就对涂层的使用寿命和效率产生影响，因此这种矛盾的调和成为亟待解决的问题。

同时，随着涂层以及类金刚石薄膜厚度的增加，涂层表面产生的缺陷增多，涂层表面的粗糙度增加，摩擦系数也会增大。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种基于类金刚石薄膜的增厚型复合薄膜。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

基于类金刚石薄膜的增厚型复合薄膜，包括由基材表面向外依次形成的至少包括金属底层和过渡层以及类金刚石层，所述过渡层包括共沉积层，所述共沉积层是金属碳化物和所述金属碳化物中的金属元素对应的金属的融合物。

优选的，所述的基于类金刚石薄膜的增厚型复合薄膜，其中：所述金属底层为Cr层或Ti层。

优选的，所述的基于类金刚石薄膜的增厚型复合薄膜，其中：所述金属碳化物是WC或TiC或CrC中的一种。

优选的，所述的基于类金刚石薄膜的增厚型复合薄膜，其中：所述过渡层还包括附着于共沉积层上的支撑层，所述支撑层的材质是WC或TiC或CrC中的一种。

优选的，所述的基于类金刚石薄膜的增厚型复合薄膜，其中：所述过渡层的厚度在2-4μm之间。

优选的，所述的基于类金刚石薄膜的增厚型复合薄膜，其中：所述类金刚石层4的厚度在8-12μm之间，

优选的，所述的基于类金刚石薄膜的增厚型复合薄膜，其中：所述基于类金刚石薄膜的增厚型复合薄膜至少应用于活塞环，其摩擦系数低于0.1，且与基材的结合力达到100N。

本实用新型技术方案的优点主要体现在：

本实用新型设计精巧，结构简单，通过设置共沉积层，能够有效的提高纳米硬度范围，从而能够实现类金刚石层厚度的增加，并且，可以有效缓冲厚类金刚石层带来的巨大应力，提高复合薄膜与基材的结合力，同时，由于共沉积层的表面微观结构良好，不会破坏DLC自身的粗糙度，从而保证复合薄膜具有较低的摩擦系数。

附图说明

图1 是本实用新型的薄膜结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。

本实用新型揭示了基于类金刚石薄膜的增厚型复合薄膜，至少应用于活塞环，如附图1所示，其包括由基材5表面向外依次形成的至少包括金属底层1、过渡层10以及类金刚石层4，所述过渡层10至少包括共沉积层2。

其中，所述基材5优选是各种用于制造活塞环的材质，如为13Cr或者不锈钢或者铸铁等。

所述金属底层1附着于基材5上，其优选为Cr层或Ti层，并通过磁控溅射工艺生成，Cr或Ti材质的金属底层与基材5和共沉积层2都能充分的结合，从而能够让基材5与共沉积层2整体更好的结合，进而增加复合镀膜与基材5之间的附着力。

所述共沉积层2是金属碳化物和所述金属碳化物中的金属元素对应的金属的融合物，优选所述金属碳化物是WC或TiC或CrC中的一种，对应的，所述金属是W或Ti或Cr中的一种。