一种金属耐磨损且抗腐蚀的复合涂层的制作方法

文档序号:11937725阅读:342来源:国知局

本发明涉及金属表面处理技术领域,具体为一种金属耐磨损且抗腐蚀的复合涂层。



背景技术:

全球每年因腐蚀造成的金属损失量高达全年金属产量的百分之三十左右,造成的巨大经济损失比火灾、风灾和地震造成的损失总和还要多,因此目前国际上研究腐蚀问题的重点对象是金属材料。

为了保护承受摩擦的构件免于磨损,特别是汽车刹车钳等这种高磨损部件,现技术一般通过采用涂层方式,特别是在没有润滑状态下有相对运动的材料中,借助于防磨损与防腐蚀层的应用越来越重要。

现有各种方法有针对性地改善摩擦特性,但这些方法无法实现更好的耐腐蚀效果,而依现有技术提供的防腐蚀层又不具有足够的摩擦特性如耐磨损度。现公知的防磨损采用PVD(物理气相沉积)来涂覆,该方法的耐磨损效果良好但抗腐蚀性能不足,为了防腐蚀,公知的技术是以电镀或化学或自催化方式来涂保护层,但该保护层的耐磨损性能很低。

为了解决即防腐蚀又耐磨损的保护方式,现有技术提出了复合层理论,即先在构件底层上涂覆防腐蚀层后再涂覆PVD层,或是先在构件底层上先涂覆PVD层然后再涂覆防腐蚀层,这种复合层方式虽然在某些方面能够同时解决耐磨损和抗腐蚀问题,但若抗腐蚀层在上则无法解决耐磨损问题,若耐磨损层在上则当出现运动伤害时,反而会加速构件的腐蚀。所以,我们提出了一种金属耐磨损且抗腐蚀的复合涂层。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种金属耐磨损且抗腐蚀的复合涂层,以解决上述背景技术中提出的为了解决即防腐蚀又耐磨损的保护方式,现有技术提出了复合层理论,即先在构件底层上涂覆防腐蚀层后再涂覆PVD层,或是先在构件底层上先涂覆PVD层然后再涂覆防腐蚀层,这种复合层方式虽然在某些方面能够同时解决耐磨损和抗腐蚀问题,但若抗腐蚀层在上则无法解决耐磨损问题,若耐磨损层在上则当出现运动伤害时,反而会加速构件的腐蚀的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种金属耐磨损且抗腐蚀的复合涂层,包括金属底层,所述金属底层的外壁设置有PVD涂层,所述PVD涂层的外壁设置有防腐蚀涂层,所述防腐蚀涂层的外壁设置有耐磨陶瓷涂料层。

优选的,所述PVD涂层是将耐磨性和耐腐性微粒采用真空蒸发、溅射或离子镀的方法喷涂金属底层上形成的。

优选的,所述PVD涂层上具有孔隙,所述防腐蚀涂层伸入到PVD涂层上的孔隙之中并同金属底层相接触。

优选的,所述防腐蚀涂层为具有电镀的、化学的或自催化的涂层。

优选的,所述防腐蚀涂层既具有共价化合物属性,又具有离子化合物或金属化合物属性。

优选的,所述耐磨陶瓷涂料层是采用耐酸和耐碱的人工合成原料经严格的工艺配比和先进的无机聚合技术制成的一种粉状陶瓷材料。

优选的,所述耐磨陶瓷涂料层采用物理气相沉积的方法镀于防腐蚀涂层的外壁上。

优选的,该复合涂层的制造方法如下:

S1:提供由金属材料制成的金属底层;

S2:将PVD涂层涂覆到所述金属底层的外壁上;

S3:将电镀的、化学的或自催化的防腐蚀涂层涂覆到所述PVD涂层的外壁上;

S4:再将耐磨陶瓷涂料层采用物理气相沉积的方法镀于防腐蚀层的外壁上。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:该发明PVD涂层对金属底层起到很好的保护作用,起到一定的耐磨和抗腐蚀性能,防腐蚀涂层伸入到PVD涂层上的孔隙之中并同金属底层相接触,增加了结构的紧密性,充分发挥了防腐蚀涂层的防腐蚀性能,耐磨陶瓷涂料层为无机非金属材料不污染环境,具有优良的韧性、抗震性、极高的机械强度和刚度,能够充分的保护内部结构,具有优良的耐磨性能,该发明具有在保证耐磨损性能的同时,提供了抗腐蚀性能,并且防腐蚀涂层不直接面对摩擦层,提高了耐腐蚀性,具有优良的耐磨损性能。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图中:1金属底层、2PVD涂层、3防腐蚀涂层、4耐磨陶瓷涂料层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1,本发明提供一种技术方案:一种金属耐磨损且抗腐蚀的复合涂层,包括金属底层1,所述金属底层1的外壁设置有PVD涂层2,所述PVD涂层2的外壁设置有防腐蚀涂层3,所述防腐蚀涂层3的外壁设置有耐磨陶瓷涂料层4。

其中,所述PVD涂层2是将耐磨性和耐腐性微粒采用真空蒸发、溅射或离子镀的方法喷涂金属底层1上形成的,具有一定的耐磨耐腐蚀性能,对金属底层1起到保护作用,所述PVD涂层2上具有孔隙,所述防腐蚀涂层3伸入到PVD涂层2上的孔隙之中并同金属底层1相接触,能够使各结构充分接触,增加结构之间连接的紧密性,充分发挥各结构的优良性能,所述防腐蚀涂层3为具有电镀的、化学的或自催化的涂层,能够充分发挥防腐蚀涂层3的防腐蚀特性,所述防腐蚀涂层3既具有共价化合物属性,又具有离子化合物或金属化合物属性,所述耐磨陶瓷涂料层4是采用耐酸和耐碱的人工合成原料经严格的工艺配比和先进的无机聚合技术制成的一种粉状陶瓷材料,具有优良的耐磨损性能,所述耐磨陶瓷涂料层4采用物理气相沉积的方法镀于防腐蚀涂层3的外壁上,能够使结构紧凑,充分发挥耐磨陶瓷涂料的耐磨损性能。

该复合涂层的制造方法如下:

S1:提供由金属材料制成的金属底层1;

S2:将PVD涂层2涂覆到所述金属底层1的外壁上;

S3:将电镀的、化学的或自催化的防腐蚀涂层3涂覆到所述PVD涂层2的外壁上;

S4:再将耐磨陶瓷涂料层4采用物理气相沉积的方法镀于防腐蚀层3的外壁上。

工作原理:PVD涂层2对金属底层1起到很好的保护作用,起到一定的耐磨和抗腐蚀性能,防腐蚀涂层3伸入到PVD涂层2上的孔隙之中并同金属底层1相接触,增加了结构的紧密性,充分发挥了防腐蚀涂层3的防腐蚀性能,耐磨陶瓷涂料层4为无机非金属材料不污染环境,具有优良的韧性、抗震性、极高的机械强度和刚度,能够充分的保护内部结构,具有优良的耐磨性能,该发明具有在保证耐磨损性能的同时,提供了抗腐蚀性能,并且防腐蚀涂层3不直接面对摩擦层,提高了耐腐蚀性,具有优良的耐磨损性能。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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