[发明专利]一种自润滑齿轮及其制备方法

权利要求书

1.一种自润滑齿轮，其特征在于，包括轴承基体(1)、微织构(2)和复合涂层，所述微织构(2)和复合涂层涂覆在所述轴承基体(1)的表面；所述复合涂层包括第一涂层(3)和第二涂层(4)，所述第一涂层(3)和第二涂层(4)交替叠加；所述第一涂层(3)为ZrZnMoN层，所述第二涂层(4)为TiAgVC层。

2.根据权利要求1所述的自润滑齿轮，其特征在于，所述复合涂层至少含有5层ZrZnMoN层和5层TiAgVC层，第一涂层(3)和第二涂层(4)的单层厚度均小于等于200nm。

3.根据权利要求1所述的自润滑齿轮，其特征在于，所述第一涂层(3)中，Zr元素原子百分比为30-50％，Zn元素原子百分比为10-20％，Mo元素原子百分比为10-20％，N元素原子百分比为20-35％，所述Zr、Zn、Mo、N元素原子百分比之和为100％。

4.根据权利要求1所述的自润滑齿轮，其特征在于，所述第二涂层(4)中，Ti元素原子百分比为20-30％，Ag元素原子百分比为15-25％，V元素原子百分比为10-20％，C元素原子百分比为30-40％，所述Ti、Ag、V、C元素原子百分比之和为100％。

5.根据权利要求1所述的自润滑齿轮，其特征在于，所述齿轮基体(1)材料为碳钢或铸铁。

6.一种制备权利要求1-5任意一项所述的自润滑齿轮的制备方法，其特征在于，包括：

步骤1、采用激光加工制备微织构(2)；

步骤2、采用多弧离子镀+中频磁控溅射共沉积的方法制备复合涂层。

7.根据权利要求6所述的自润滑齿轮的制备方法，其特征在于，所述采用激光加工制备微织构(2)，具体制备方法包括以下步骤：

步骤1、前处理：将齿轮基体(1)研磨抛光，并依次放入酒精和丙酮中超声清洗各20-30min，去除表面油渍污染物；

步骤2、加工微织构(2)：采用纳秒激光在齿轮基体(1)表面加工出微织构(2)，微织构(2)宽度为10-100μm，微织构(2)深度为10-200μm。

8.根据权利要求6所述的自润滑齿轮的制备方法，其特征在于，所述采用多弧离子镀+中频磁控溅射共沉积的方法制备复合涂层，具体制备方法包括以下步骤：

步骤1、将织构化齿轮放入酒精中超声清洗20-30min，采用真空干燥箱充分干燥后迅速放入镀膜机真空室，真空室本底真空为7.0×10^-3-8.0×10^-3Pa，加热至150-200℃，保温时间30-40min；

步骤2、通入Ar气，其压力为0.5-3.0Pa，开启偏压电源，电压为600-1000V，占空比为0.25-0.3，辉光放电清洗20-30min；偏压降低至250-600V，开启离子源离子清洗20-30min，开启电弧源Zr靶，偏压为300-600V，靶电流为40-60A，离子轰击Zr靶0.5-2.0min；

步骤3、调整工作气压为0.5-3.5Pa，偏压为150-300V，调整Zr靶电流为80-120A，开启ZnMoN靶，靶电流调至60-100A，沉积第一涂层(3)2-15min；

步骤4、关闭Zr靶和ZnMoN靶，调整工作气压为0.6-2.0Pa，偏压为200-300V，开启Ti靶、Ag靶和VC靶电弧电源，Ti靶电流为100-120A，Ag靶电流为60-80A，VC靶电流为80-120A，沉积第二涂层(4)2-15min；

步骤5、重复以上步骤3和步骤4，交替沉积第一涂层(3)和第二涂层(4)，得到叠层涂层，使复合涂层总厚度为2-100μm；

步骤6、关闭所有靶材、偏压电源及气体源，保温30-60min，涂层结束。