[实用新型]一种提高活塞表面耐磨性的涂层结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及微型制冷机技术领域，具体涉及一种在微型制冷机中用于提高活塞表面耐磨性及微型制冷机可靠性的涂层结构。

背景技术

目前，在微型制冷机的活塞表面部位一般是采用聚合物基的耐磨涂层进行喷涂或粘接的方法来提高活塞表面耐磨性，而这些方法都是由于涂层硬度较低而导致活塞长时间工作后磨损较严重而失效，降低了活塞使用的可靠性，最终影响微型制冷机的可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种提高活塞表面耐磨性的涂层结构，该结构能够解决现有技术中存在的不足，有效提高活塞表面的耐磨性以及微型制冷机的可靠性，具有简单、可靠、实用等特点。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种提高活塞表面耐磨性的涂层结构，包括活塞基体以及从内向外依次包裹在活塞基体外侧壁上的碳化钨涂层及类金刚石膜；所述碳化钨涂层的厚度为10μm，所述类金刚石膜的厚度为3μm。

进一步的，所述碳化钨涂层的圆柱度小于等于3μm。

进一步的，所述活塞基体采用高速工具钢。

进一步的，所述碳化钨涂层采用超音速喷涂在活塞基体表面。

进一步的，所述类金刚膜采用等离子增强化学气相沉积在碳化钨涂层表面。

由以上技术方案可知，本实用新型通过在活塞基体的外侧壁上依次设置碳化钨涂层和类金刚石膜，利用碳化钨涂层的高硬度和类金刚石膜层的耐磨性，有效提高了活塞表面的耐磨性；且高硬度的碳化钨涂层很好地起到了过渡作用，能够有效减少活塞表面磨损。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

其中：

1、活塞基体，2、碳化钨涂层，3、类金刚石膜。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

如图1所示的一种提高活塞表面耐磨性的涂层结构，包括活塞基体1以及从内向外依次包裹在活塞基体1外侧壁上的碳化钨涂层2及类金刚石膜3。碳化钨涂层2突出的是高硬度性能，类金刚石膜3突出的是耐磨性能，在活塞基体1与类金刚石膜3之间设置一层碳化钨涂层2，一方面是为了更好的保护活塞基体1，另一方面为类金刚石膜3的耐磨性起到支撑过渡作用，因为类金刚石膜层较薄。所述碳化钨涂层2的厚度为10μm；碳化钨涂层2在制备过程中如果小于10μm，则涂层不均匀，如果大于10μm，则不利于涂层与涂层、涂层与基体的附着。所述类金刚石膜3的厚度为3μm；类金刚石膜通过等离子增强化学气相沉积的方法制备的本身比较薄，而3μm也是更好的附着，太厚则附着力减弱，太薄则很快被磨穿。

进一步的，所述碳化钨涂层2的圆柱度小于等于3μm。当碳化钨涂层2的圆柱度高于3μm时，会导致活塞与制冷机中的气缸摩擦程度加大，不利于制冷机性能和可靠性提升。

进一步的，所述活塞基体1采用高速工具钢，高速工具钢材料硬度较高，具有一定的耐磨性。

进一步的，所述碳化钨涂层2采用超音速喷涂在活塞基体表面，超音速喷涂方式有利于涂层与基体的附着。

进一步的，所述类金刚膜3采用等离子增强化学气相沉积在碳化钨涂层表面。等离子增强化学气相沉积方式，有利于沉积的涂层均匀，致密性好。

本实用新型的制作过程为：

首先，在向活塞基体1外表面喷涂碳化钨和DLC膜沉积之前先进行喷砂预处理，其中喷砂的沙粒采用120目的石英砂（喷砂的目的是为了提高涂层与基体的附着力），于经过混合有机溶剂清洗后的活塞基体表面进行喷砂，喷砂后经混合有机溶剂清洗后烘干（混合有机溶剂清洗是为了将活塞基体表面的砂粒、污物、油脂等清洗干净，保证表面洁净）。然后，在活塞基体1表面进行超音速喷涂的方式喷涂一层约20μm厚的碳化钨涂层2，同时将碳化钨涂层2厚度加工至10μm，圆柱度保证在3μm以内；最后将喷涂有碳化钨涂层2的活塞基体1经过混合有机溶剂清洗、皂液清洗、纯净水清洗、去离子水清洗（这一系列清洗工序是为了将表面的杂物等清洗干净）并烘干后进行DLC膜层3的等离子增强化学气相沉积，其中DLC膜层厚度保持在3μm。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。