專利名稱：一種帶潤(rùn)滑復(fù)合層的鋼材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于帶復(fù)合層鋼材領(lǐng)域，尤其涉及一種帶潤(rùn)滑復(fù)合層的鋼材。
背景技術(shù)：
目前工業(yè)上普遍使用液體潤(rùn)滑劑，涂覆在器械的鋼材表面用于潤(rùn)滑。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和機(jī)器種類的增加，油脂類潤(rùn)滑劑常常難以達(dá)到要求，主要因?yàn)橛椭悵?rùn)滑劑在高溫的情況下難以持久地發(fā)揮作用，甚至失去效果。 近30年來，國(guó)際上對(duì)固體潤(rùn)滑材料的研究和生產(chǎn)十分重視，在二次大戰(zhàn)期間，美國(guó)就開始研究開發(fā)固體潤(rùn)滑項(xiàng)目，如研制出MoS2固體潤(rùn)滑涂層。到50年代，美國(guó)制定了二硫化鉬的美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)，并將其作為軍事秘密。60年代，陶瓷粘結(jié)二硫化鉬膜和金屬自潤(rùn)滑復(fù)合材料的開發(fā)，使得超音速飛機(jī)RS-70問世。隨后，在汽車行業(yè)等新興的產(chǎn)業(yè)部門及生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域中都在逐漸應(yīng)用固體潤(rùn)滑。 世界上目前所用的固體潤(rùn)滑材料主要有石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯、尼龍等。但這些材料形成的固體潤(rùn)滑層與金屬的結(jié)合力弱，極易磨損，同時(shí)不耐高溫，二硫化鉬經(jīng)常要與粘結(jié)劑一同使用，這些缺點(diǎn)大大限制了他們的使用范圍。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種帶潤(rùn)滑復(fù)合層的鋼材，該潤(rùn)滑層與鋼材能緊密結(jié)合，且耐高溫，耐腐蝕，耐磨損，不需要使用粘結(jié)劑，適于各種常見和極端環(huán)境中運(yùn)動(dòng)部件的加工制作。本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) —種帶固體潤(rùn)滑層的鋼材，所述的潤(rùn)滑層由WS2 ( 二硫化鎢)層(1)和基底層(2)構(gòu)成；基底層(2)覆在鋼材(3)上，W&層(1)覆在基底層(2)上。 所述的基底層(2)為TiN(氮化鈦)層或DLC(類金剛石)層，以金屬蒸汽真空弧離子源技術(shù)披覆到鋼材(3)表面。 所述的W&層(1)以物理氣相沉積技術(shù)中的射頻濺射方式結(jié)合到基底層(2)表面上。 所述的基底層(2)厚度為0. 001 ii m-O. 01 y m ;優(yōu)選厚度為0. 003 y m_0. 008 y m ;最佳厚度優(yōu)選例為O. 005iim。所述的WS2層(1)厚度為0. 1 ii m-2 ii m ;最佳厚度優(yōu)選例為0. 5 y m。[0011 ] 所述的鋼材可以是不銹鋼、45#鋼、模具鋼或合金鋼。 本實(shí)用新型提供的帶潤(rùn)滑復(fù)合層的鋼材，由于加入基底層，特別是使用TiN作為基底層，所以該潤(rùn)滑層硬度高及防腐效果好；將基底層材料如TiN或DLC用金屬蒸汽真空弧離子源技術(shù)披覆到鋼材表面，形成的基底層與鋼材結(jié)合緊密，不易脫落。另外以WS2層作為潤(rùn)滑表層，使得復(fù)合層鋼材表面的摩擦系數(shù)低，耐超高溫和超低溫，適于各種常見和極端環(huán)境中運(yùn)動(dòng)部件的加工制作。
圖1 :帶潤(rùn)滑復(fù)合層鋼材示意圖[0014] 圖2 :鋼材剖面圖
具體實(shí)施方式
[0015] 實(shí)施例1 : 以模具鋼為基材，首先進(jìn)行超聲波清洗，隨后以MEVVA源離子注入技術(shù)(金屬蒸汽真空弧離子源技術(shù))，將TiN結(jié)合到模具鋼表面，形成潤(rùn)滑膜基底層，層厚度為0. 005 m。然后在TiN基底涂層上，以物理氣相沉積技術(shù)中的射頻濺射方式，覆上WS2涂層，層厚度為0. 5 m。得到的帶潤(rùn)滑復(fù)合層的模具鋼有TiN硬度高及防腐效果好的特性；和WS2的低摩擦系數(shù)，潤(rùn)滑性能高，耐高溫的綜合功能。適用于各種耐磨模具的表面處理和加工制作。[0017] 實(shí)施例2: 以45#鋼為基材，首先進(jìn)行超聲波清洗，隨后以MEVVA源離子注入技術(shù)(金屬蒸汽真空弧離子源技術(shù))，將TiN結(jié)合到鋼材3表面，形成潤(rùn)滑膜基底層2，層厚度為0. 003 m。然后在TiN基底涂層2上，以物理氣相沉積技術(shù)中的射頻濺射方式，覆上WS2涂層1 ，層厚度為0. 8 m?；讓?和WS2涂層1共同組成鋼材表面的潤(rùn)滑復(fù)合層4。得到的帶潤(rùn)滑復(fù)合層的45#鋼有TiN硬度高及防腐效果好的特性；和WS2的低摩擦系數(shù)，潤(rùn)滑性能高，耐高溫的綜合功能。適用于各種需耐磨特性的自潤(rùn)滑運(yùn)動(dòng)部件的制作。
權(quán)利要求一種帶潤(rùn)滑復(fù)合層的鋼材，其特征在于，所述的潤(rùn)滑層由WS2層(1)和基底層(2)構(gòu)成；基底層(2)覆在鋼材(3)上，WS2層(1)覆在基底層(2)上。
2. 如權(quán)利要求l所述的帶潤(rùn)滑復(fù)合層的鋼材，其特征在于，所述的基底層(2)為TiN層或DLC層，以金屬蒸汽真空弧離子源技術(shù)披覆到鋼材(3)表面。
3. 如權(quán)利要求1所述的帶潤(rùn)滑復(fù)合層的鋼材，其特征在于，所述的WS2層(1)以物理氣相沉積技術(shù)中的射頻濺射方式結(jié)合到基底層(2)表面上。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的帶潤(rùn)滑復(fù)合層的鋼材，其特征在于，所述的基底層(2)厚度為O. 001踐_0. Ol踐。
5. 如權(quán)利要求4所述的帶潤(rùn)滑復(fù)合層的鋼材，其特征在于，所述的基底層(2)厚度為0. 003 ii m-0. 008 ii m。
6. 如權(quán)利要求1或3所述的帶潤(rùn)滑復(fù)合層的鋼材，其特征在于，所述的WS2層(1)厚度為0. 1 ii m_2 ii m。
7. 如權(quán)利要求6所述的帶潤(rùn)滑復(fù)合層的鋼材，其特征在于，所述的WS2層(1)厚度為0. 5 ii m。
8. 如權(quán)利要求1所述的帶潤(rùn)滑復(fù)合層的鋼材，其特征在于，所述的鋼材是不銹鋼、45#鋼、模具鋼或合金鋼。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種帶潤(rùn)滑復(fù)合層的鋼材。該鋼材通過采用MEVVA源離子注入技術(shù)，在鋼材3表面披覆基底層2后；再使用PVD中的RF射頻濺射工藝，在加工的金屬材料表面披覆WS2潤(rùn)滑層1。利用本實(shí)用新型得到的帶自潤(rùn)滑復(fù)合層的鋼材耐負(fù)荷，耐腐蝕，耐磨損，耐高溫，適于各種常用和極端環(huán)境中運(yùn)動(dòng)部件的制作。
文檔編號(hào)B32B15/04GK201501138SQ20092007208
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月12日
發(fā)明者劉芳, 汪鴻濤 申請(qǐng)人:比爾安達(dá)(上海)潤(rùn)滑材料有限公司