专利名称：压缩机滑片及其表面涂层处理方法
技术领域：
本发明涉及一种压缩机滑片及其表面涂层处理方法，尤其涉及一种具有高耐磨性 的空调压缩机滑片及其表面涂层处理方法。
背景技术：
空调压缩机(包括新冷媒压缩机和热泵压缩机等)的寿命主要取决于其中的滑片 寿命。在压缩机工作时，滑片始终与压缩机的定子产生机械摩擦，当滑片的顶部的磨损量超 过一定数值时，压缩机的效率明显下降，直至不能制冷。所以提高滑片的耐磨性能直接可提 高压缩机的寿命。目前提高滑片的耐磨性能所采用的方法包括对滑片进行表面渗层氮化 处理；运用PVD技术对表面进行CrN涂层处理；运用PVD或CVD技术对表面进行DLC涂层处 理。PVD全程为物理气相沉积，是指通过蒸发、电离或溅射等过程，产生金属粒子并与 反应气体反应形成化合物沉积在工件表面。目前常用的PVD镀膜技术主要分为三类，真空 蒸发镀膜、真空溅射镀和真空离子镀膜。其中，溅射镀膜是用高能粒子轰击固体表面时能使 固体表面的粒子获得能量并逸出表面，沉积在基板上。现行的技术制造出的滑片耐磨性能仍然需要进一步的提高。
发明内容
本发明的目的在于解决上述的技术问题，提供一种耐磨性能好的压缩机滑片。本发明的目的通过以下技术方案来实现—种压缩机滑片，包括基片和附着于基片表面的涂层，所述涂层包括三层，由内至 外依次为附着于基片上的铬涂层；附着于所述铬涂层的第一含硅类金刚石涂层；附着于 所述第一含硅类金刚石涂层上的第二含硅类金刚石涂层。进一步的，所述铬涂层，第一含硅类金刚石涂层和第二含硅类金刚石涂层的硬度 依次增加。进一步的，所述铬涂层厚度为700 800纳米。进一步的，所述第一含硅类金刚石涂层厚度为1200 1300纳米。进一步的，所述第二含硅类金刚石涂层厚度为800 1000纳米。进一步的，所述涂层的厚度大于2微米。本发明还揭示了上述的压缩机滑片的表面涂层处理方法，包括如下步骤第一，将压缩机滑片的基片置于真空室中，进行抽气并抽至l*10_4Pa以上的真空 度；第二，加热基片至150°C，并在整个涂层过程中保持此温度；第三，向真空室中充入氩气，保持真空室内压力为3.0*10_巾 向基片上施 加-300V偏压，用磁控溅射技术完成铬涂层，磁控溅射靶上的功率密度为7 9W/cm2 ；第四，向真空室中充入六甲基二硅氧气体，通过阳极层离子束将此气体离化从而实现第一含硅类金刚石涂层的沉积，沉积时离子束上所施加的放电电压为1. 2kV 1. 8kV， 放电电流20 30mA，被镀基片上施加-1，200V直流脉冲偏压，沉积涂层厚度1，200nm 1，300nm，沉积工艺过程中真空度保持在2. 0*10^Pa ；第五，向真空室中充入六甲基二硅氧气体，通过阳极层离子束将此气体离化从而 实现第二含硅类金刚石涂层的沉积，沉积时离子束上所施加的放电电压为1. 2kV 1. 8kV， 放电电流20 30mA，被镀基片上施加-2，000V直流脉冲偏压，沉积涂层厚度800nm 1，OOOnm，沉积工艺过程中真空度保持在2. 0*10_中￡1。本发明的有益效果主要体现在本发明的压缩机滑片使用了含硅类金刚石 (DLC-Si)涂层，内应力较小，与基片之间的结合力更好，具有高耐磨性能，用其制备的空调 寿命长。
具体实施例方式有关本发明之前述及其它技术内容、特点与功效，在以下之一较佳实施例的详细 说明中，将可清楚的呈现。 本发明优选实施例的压缩机滑片包括基片与基片表面的涂层。涂层包括三层，由内至外依次为附着于基片上的铬涂层；附着于铬涂层的第一 含硅类金刚石涂层；附着于第一含硅类金刚石涂层上的第二含硅类金刚石涂层。其中，所述 铬涂层厚度为700 800纳米；所述第一含硅类金刚石涂层厚度为1200 1300纳米；所述 第二含硅类金刚石涂层厚度为800 1000纳米。铬涂层，第一含硅类金刚石涂层和第二含硅类金刚石涂层的硬度依次增加。本发明的优选实施例的压缩机滑片的表面涂层处理方法，包括如下步骤第一，将压缩机滑片的基片置于真空室中，进行抽气并抽至l*10_4Pa以上的真空 度；第二，加热基片至150°C，并在整个涂层过程中保持此温度；第三，向真空室中充入氩气，保持真空室内压力为3.0*10_中 向基片上施 加-300V偏压，用磁控溅射技术完成铬涂层，磁控溅射靶上的功率密度为7 9W/cm2 ；第四，向真空室中充入六甲基二硅氧气体，通过阳极层离子束将此气体离化从而 实现第一含硅类金刚石涂层的沉积，沉积时离子束上所施加的放电电压为1. 2kV 1. 8kV， 放电电流20 30mA，被镀基片上施加-1，200V直流脉冲偏压，沉积涂层厚度1，200nm 1，300nm，沉积工艺过程中真空度保持在2. 0*10^Pa ；第五，向真空室中充入六甲基二硅氧气体，通过阳极层离子束将此气体离化从而 实现第二含硅类金刚石涂层的沉积，沉积时离子束上所施加的放电电压为1. 2kV 1. 8kV， 放电电流20 30mA，被镀基片上施加-2，000V直流脉冲偏压，沉积涂层厚度800nm 1，OOOnm，沉积工艺过程中真空度保持在2. 0*10_中￡1。此PVD涂层工艺中运用了两种技术磁控溅射技术和阳极层离子束技术。在沉积 DLC过程中所采用的气体为六甲基二硅氧气体。涂层通过设置多层含硅DLC以释放膜层内应力，实现了 2um以上的厚度。与被涂 层材料结合的第一层金属Cr层的作用为过渡层，它具有硬度介于金属基材和含硅DLC涂层 之间，与基材和DLC的接力良好的特点；第二层含硅DLC具有厚度较大，内应力较小以及硬
4度适中的特点；第三层含硅DLC具有硬度较高，耐磨性能极佳的特点，与之前的含硅DLC涂 层硬度配合，使整体涂层的耐磨性得到极好的体现。目前常用的PVD镀膜技术主要分为三类，真空蒸发镀膜、真空溅射镀和真空离子 束镀膜。在此简单介绍离子束技术的工作原理。在真空环境下(真空度为NlO—ipa 5*10冲幻，被引入的气体在离子束的电磁场 共同作用下被离化。被离化的离子在离子束和基片之间的电场作用下被加速，并以高能粒 子的形式轰击或沉积在基片上。被引入的气体根据工艺的需要，可能为Ar，N2或(辺2等，从 而完成离子刻蚀清洗和离子束沉积等工艺。工作时电压被施加在离子束上的阳极之上，采 用的电源形式为直流电源。工作电压(放电电压)范围为400 3000V，工作电流为80mA 600mA。施加在基片上的电压为负电势，从而在离子束和基片之间形成一个电势差(电场)。 该电磁场加速离子，使更多原子被离化，形成离子流。在空调压缩机划片上进行了不同表面处理的划片寿命试验和对比测试，测试结果 如下表1所示，做氮化渗层处理+含硅DLC的滑片寿命远远高于其他方式处理的滑片。 表 1进一步进行涂层附着力的测试，测试结果如下表2所示，做氮化渗层处理+含硅 DLC的滑片的涂层附着力明显大于其他方式处理的滑片。 表 2尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人 员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改 进、增加以及取代是可能的。
权利要求
一种压缩机滑片，包括基片和附着于基片表面的涂层，其特征在于，所述涂层包括三层，由内至外依次为附着于所述基片上的铬涂层；附着于所述铬涂层的第一含硅类金刚石涂层；附着于所述第一含硅类金刚石涂层上的第二含硅类金刚石涂层。
2.根据权利要求1所述的压缩机滑片，其特征在于所述铬涂层，第一含硅类金刚石涂 层和第二含硅类金刚石涂层的硬度依次增加。
3.根据权利要求1所述的压缩机滑片，其特征在于所述铬涂层厚度为700 800纳米。
4.根据权利要求1所述的压缩机滑片，其特征在于所述第一含硅类金刚石涂层厚度 为1200 1300纳米。
5.根据权利要求1所述的压缩机滑片，其特征在于所述第二含硅类金刚石涂层厚度 为800 1000纳米。
6.根据权利要求1所述的压缩机滑片，其特征在于所述涂层的厚度大于2微米。
7.—种如权利要求1所述的压缩机滑片表面涂层处理方法，其特征在于，包括以下步骤第一，将压缩机滑片的基片置于真空室中，进行抽气并抽至l*10_4Pa以上的真空度； 第二，加热基片至150°C，并在整个涂层过程中保持此温度；第三，向真空室中充入氩气，保持真空室内压力为3. O^lO-1Pa,向基片上施加-300V偏 压，用磁控溅射技术完成铬涂层，磁控溅射靶上的功率密度为7 9W/cm2 ；第四，向真空室中充入六甲基二硅氧气体，通过阳极层离子束将此气体离化从而实 现第一含硅类金刚石涂层的沉积，沉积时离子束上所施加的放电电压为1.2kV 1.8kV， 放电电流20 30mA，被镀基片上施加-1，200V直流脉冲偏压，沉积涂层厚度1，200nm 1，300nm，沉积工艺过程中真空度保持在2. 0*10^Pa ；第五，向真空室中充入六甲基二硅氧气体，通过阳极层离子束将此气体离化从而实现 第二含硅类金刚石涂层的沉积，沉积时离子束上所施加的放电电压为1. 2kV 1. 8kV，放电 电流20 30mA，被镀基片上施加_2，000V直流脉冲偏压，沉积涂层厚度800nm 1，OOOnm, 沉积工艺过程中真空度保持在2. 0*10_中&
全文摘要
本发明提供了一种压缩机滑片，包括基片和附着于基片表面的涂层，所述涂层包括三层，由内至外依次为附着于基片上的铬涂层；附着于铬涂层的第一含硅类金刚石涂层；附着于第一含硅类金刚石涂层上的第二含硅类金刚石涂层。本发明的有益效果主要体现在本发明的压缩机滑片使用了含硅类金刚石(DLC-Si)涂层，内应力较小，与基片之间的结合力更好，具有高耐磨性能，用其制备的空调寿命长。
文档编号C23C28/00GK101880876SQ20101022193
公开日2010年11月10日 申请日期2010年7月6日 优先权日2010年7月6日
发明者钱涛 申请人:星弧涂层科技(苏州工业园区)有限公司