[发明专利]一种具有耐磨耐蚀类金刚石涂层的高尔夫球头及制备方法

说明书

本发明公开了一种具有耐磨耐蚀类金刚石涂层的高尔夫球头及其制备方法，高尔夫球头包括表面形成有纳米硬度超过15GPa的类金刚石涂层的高尔夫球头基体，类金刚石涂层包括由内向外依次分布的厚度为0.5～0.9微米的过渡层和厚度为2.0～4.0微米的含氢碳基涂层，过渡层包括覆盖在高尔夫球头基体的表面上的金属层以及碳成梯度分布在金属层上的金属/C复合层；金属层的厚度为300～500nm，金属/C复合层的厚度为200～400nm。采用本发明制备方法能够快速高效地沉积制备具有类金刚石涂层的高尔夫球头，所制得的高尔夫球头具有优异的耐磨耐蚀性能，涂层膜基结合力强，且表面具有较亮的光泽外观视觉效果。

技术领域

本发明涉及高尔夫球头制备技术领域，尤其涉及一种具有耐磨耐蚀类金刚石涂层的高尔夫球头及其制备方法。

背景技术

因为良好的加工性能，金属材料制品在运动器材和钟表等行业广泛应用。高尔夫球头大量使用铁基材料和钛合金，。这些材料的表面硬度较低，通常低于HRC50，高尔夫球头在使用过程中的耐磨性较差。另外，对于一些高尔夫球头，由于大量使用非奥氏体铁基材料，如17－4合金等，需要提高这些球头的耐蚀性能水平。此外，作为装饰性要求，还需要对高尔夫球头进行表面处理，以达到黑亮色泽的外观效果。

目前，各种先进表面改性技术在不断尝试并应用于高尔夫球头制备领域。其中，类金刚石涂层(DLC涂层)由于具有优异的耐磨耐蚀性能，同样在高尔夫球头制造领域引起了广泛关注。但是，目前制备DLC涂层的效率较低，并且制备造价高，如此会严重限制了DLC涂层在高尔夫球头制造领域的广泛应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有耐磨耐蚀类金刚石涂层的高尔夫球头及其制备方法，解决了现有技术中高尔夫球头表面制备DLC涂层时沉积速率慢、涂层膜基结合力弱的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种具有耐磨耐蚀类金刚石涂层的高尔夫球头，包括高尔夫球头基体，所述高尔夫球头基体的表面形成有纳米硬度超过15GPa的类金刚石涂层，所述类金刚石涂层包括由内向外依次分布的过渡层和含氢碳基涂层，所述过渡层包括覆盖在高尔夫球头基体的表面上的金属层以及碳成梯度分布在金属层上的金属/C复合层；所述含氢碳基涂层的厚度为2.0～4.0微米，所述金属层的厚度为300～500nm，所述金属/C复合层的厚度为200～400nm，所述过渡层的总厚度为0.5～0.9微米。

进一步，所述含氢碳基涂层的sp³C的体积含量超过45％。

进一步，所述过渡层中的金属层为钛层、铬层、钨层、钛铝合金层或铬铝合金层中的任意一种。

进一步，所述高尔夫球头基体的材质为硬度低于HRC50的软质金属材料。

进一步，所述高尔夫球头基体的材质为铁基合金或钛合金。

第二方面，本发明提供了上述任意一种具有耐磨耐蚀类金刚石涂层的高尔夫球头的制备方法，包括以下步骤：

S1、预处理：将高尔夫球头基体超声清洗表面，并用无油压缩空气吹干待用；

S2、刻蚀活化：将经过步骤S1处理后的高尔夫球头基体置于真空镀膜装置的真空室中，真空室内的压强为0.05～0.15Pa，真空室内安装了2个磁控靶阴极和4个离化源电极，对高尔夫球头基体施加脉冲偏压-150V～-250V，开启离子源利用氩等离子体对高尔夫球头基体的表面进行刻蚀活化，期间维持直流弧电流为60～100A，刻蚀活化的时间为30～60min，刻蚀后的高尔夫球头基体的表面温度达到83℃～150℃；