CN201501138U - 一种带润滑复合层的钢材 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带润滑复合层的钢材。该钢材通过采用MEVVA源离子注入技术，在钢材3表面披覆基底层2后；再使用PVD中的RF射频溅射工艺，在加工的金属材料表面披覆WS2润滑层1。利用本实用新型得到的带自润滑复合层的钢材耐负荷，耐腐蚀，耐磨损，耐高温，适于各种常用和极端环境中运动部件的制作。
Description
技术领域
本实用新型属于带复合层钢材领域，尤其涉及一种带润滑复合层的钢材。
背景技术
目前工业上普遍使用液体润滑剂，涂覆在器械的钢材表面用于润滑。随着科学技术的发展和机器种类的增加，油脂类润滑剂常常难以达到要求，主要因为油脂类润滑剂在高温的情况下难以持久地发挥作用，甚至失去效果。
近30年来，国际上对固体润滑材料的研究和生产十分重视，在二次大战期间，美国就开始研究开发固体润滑项目，如研制出MoS2固体润滑涂层。到50年代，美国制定了二硫化钼的美国军用标准，并将其作为军事秘密。60年代，陶瓷粘结二硫化钼膜和金属自润滑复合材料的开发，使得超音速飞机RS-70问世。随后，在汽车行业等新兴的产业部门及生产技术领域中都在逐渐应用固体润滑。
世界上目前所用的固体润滑材料主要有：石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯、尼龙等。但这些材料形成的固体润滑层与金属的结合力弱，极易磨损，同时不耐高温，二硫化钼经常要与粘结剂一同使用，这些缺点大大限制了他们的使用范围。
发明内容
本实用新型提供一种带润滑复合层的钢材，该润滑层与钢材能紧密结合，且耐高温，耐腐蚀，耐磨损，不需要使用粘结剂，适于各种常见和极端环境中运动部件的加工制作。本实用新型通过以下技术方案实现：
一种带固体润滑层的钢材，所述的润滑层由WS2(二硫化钨)层(1)和基底层(2)构成；基底层(2)覆在钢材(3)上，WS2层(1)覆在基底层(2)上。
所述的基底层(2)为TiN(氮化钛)层或DLC(类金刚石)层，以金属蒸汽真空弧离子源技术披覆到钢材(3)表面。
所述的WS2层(1)以物理气相沉积技术中的射频溅射方式结合到基底层(2)表面上。
所述的基底层(2)厚度为0.001μm-0.01μm；优选厚度为0.003μm-0.008μm；最佳厚度优选例为0.005μm。
所述的WS2层(1)厚度为0.1μm-2μm；最佳厚度优选例为0.5μm。
所述的钢材可以是不锈钢、45#钢、模具钢或合金钢。
本实用新型提供的带润滑复合层的钢材，由于加入基底层，特别是使用TiN作为基底层，所以该润滑层硬度高及防腐效果好；将基底层材料如TiN或DLC用金属蒸汽真空弧离子源技术披覆到钢材表面，形成的基底层与钢材结合紧密，不易脱落。另外以WS2层作为润滑表层，使得复合层钢材表面的摩擦系数低，耐超高温和超低温，适于各种常见和极端环境中运动部件的加工制作。
附图说明
图1：带润滑复合层钢材示意图
图2：钢材剖面图
具体实施方式
实施例1：
以模具钢为基材，首先进行超声波清洗，随后以MEVVA源离子注入技术(金属蒸汽真空弧离子源技术)，将TiN结合到模具钢表面，形成润滑膜基底层，层厚度为0.005μm。然后在TiN基底涂层上，以物理气相沉积技术中的射频溅射方式，覆上WS2涂层，层厚度为0.5μm。得到的带润滑复合层的模具钢有TiN硬度高及防腐效果好的特性；和WS2的低摩擦系数，润滑性能高，耐高温的综合功能。适用于各种耐磨模具的表面处理和加工制作。
实施例2：
以45#钢为基材，首先进行超声波清洗，随后以MEVVA源离子注入技术(金属蒸汽真空弧离子源技术)，将TiN结合到钢材3表面，形成润滑膜基底层2，层厚度为0.003μm。然后在TiN基底涂层2上，以物理气相沉积技术中的射频溅射方式，覆上WS2涂层1，层厚度为0.8μm。基底层2和WS2涂层1共同组成钢材表面的润滑复合层4。得到的带润滑复合层的45#钢有TiN硬度高及防腐效果好的特性；和WS2的低摩擦系数，润滑性能高，耐高温的综合功能。适用于各种需耐磨特性的自润滑运动部件的制作。
Claims (8)
1.一种带润滑复合层的钢材，其特征在于，所述的润滑层由WS2层(1)和基底层(2)构成；基底层(2)覆在钢材(3)上，WS2层(1)覆在基底层(2)上。
2.如权利要求1所述的带润滑复合层的钢材，其特征在于，所述的基底层(2)为TiN层或DLC层，以金属蒸汽真空弧离子源技术披覆到钢材(3)表面。
3.如权利要求1所述的带润滑复合层的钢材，其特征在于，所述的WS2层(1)以物理气相沉积技术中的射频溅射方式结合到基底层(2)表面上。
4.如权利要求1或2所述的带润滑复合层的钢材，其特征在于，所述的基底层(2)厚度为0.001μm-0.01μm。
5.如权利要求4所述的带润滑复合层的钢材，其特征在于，所述的基底层(2)厚度为0.003μm-0.008μm。
6.如权利要求1或3所述的带润滑复合层的钢材，其特征在于，所述的WS2层(1)厚度为0.1μm-2μm。
7.如权利要求6所述的带润滑复合层的钢材，其特征在于，所述的WS2层(1)厚度为0.5μm。
8.如权利要求1所述的带润滑复合层的钢材，其特征在于，所述的钢材是不锈钢、45#钢、模具钢或合金钢。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107237821A (zh) * | 2017-06-27 | 2017-10-10 | 江苏大学 | 一种航空发动机轴承的自润滑处理方法 |
| CN111455386A (zh) * | 2020-05-19 | 2020-07-28 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种超滑二硫化钨/含氢碳薄膜及其制备方法 |
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2009
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| CN111455386B (zh) * | 2020-05-19 | 2022-02-01 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种超滑二硫化钨/含氢碳薄膜及其制备方法 |
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