用于动态接合承载表面的液密低摩擦涂层体系的制作方法

本发明整体涉及用于各种应用的低摩擦、流体不可渗透的新型保护性涂层。具体地讲，所述涂层提供了低摩擦和增强的流体不可渗透性，以便使闸门部件和底座部件的表面接合。

发明背景

当需要直线的流体流动和最小的流动限制时，通常使用闸门阀。闸门阀是各种供应管线和泵送管线(包括油气勘探和生产，其中的压力范围可为5,000psi至30,000psi或更大)中所用的井源组件和管道系统的整体部分。闸门阀由阀体组成，阀体轴向位于流体流动通过的管道中。闸门位于阀体内并且通常为固态金属部件，该固态金属部件具有延伸穿过该部件的孔。在操作中，闸门通常在两个底座之间滑动，这两个底座为内径大约等于闸门中孔的直径的圆形环组件。底座与管道或管路的端部同轴对齐并且直接或间接地附接到管道或管路的端部，并且处于相对其固定的位置中，阀位于该固定位置中。当闸门中的孔与底座中的孔对齐时，闸门阀完全打开，并且流体自由地流动通过阀。本文中和整个说明书中使用的术语“流体”旨在表示液体、浆料、气体或蒸汽。当闸门中的孔与底座部分或完全对偏时，闸门阀部分或完全闭合，并且流体流被阻断或中断。当阀部分或完全闭合时，在阀上游侧上的流体压力也抵靠下游侧上的底座挤压闸门。

通常利用致动器来使闸门在底座之间滑动。致动可以是手动的、液压的或气动的。致动必须能够产生足够的力量来克服底座与闸门之间的静态和动态摩擦力。闸门部件和底座部件容易彼此粘结、附着或冷焊，从而形成高摩擦力。另外，摩擦力在油气供应管线和泵送管线的较高流体操作压力下可能变得甚至更大。

磨损和腐蚀也是油气应用中存在的问题。因此，闸门阀必需由抗腐蚀材料制成，尤其是底座和闸门，因为这两处发生表面腐蚀会加重磨损和摩擦问题。

由于此类闸门阀容易暴露于可降级其结构完整性的恶劣条件中，因此采用了各种保护性涂层。例如，在闸门和/或底座的密封面上利用了润滑涂层。将聚合物材料(诸如，热塑性塑料)施加到至少一个表面上，以减少摩擦并赋予润滑性。然而，由于摩擦问题随时间推移仍然可能出现，并且最终增加到可能导致阀闸门在操作期间发生粘结或不均匀移动的增强水平，因此表明此类涂层是不可接受的。润滑的丧失可形成不可接受的阀扭矩，这可导致配合表面的局部变形和/或拉毛(galling)。

抗磨涂层(诸如，WCCrCo)是经常使用的另一种类型的保护性涂层。虽然已经证明这种抗磨涂层在15,000psi或更低的较低操作压力状态下是可成功使用的，但由于油供应管线和泵送管线更接近较高压，所以这种抗磨涂层通常是不合适的。具体地讲，可能通过涂层发生气体泄漏。另外，涂层丧失润滑性并且表现出磨损，从而使得此类涂层不合适。

除其他问题外，如果所采用的涂层不具有足够的流体非渗透性，并且闸门部件和底座部件不具有足够的抗磨损性和润滑性，则可能导致不可接受的拉毛和潜在的局部变形，从而导致流体通过涂层并且最终通过阀发生泄漏。

鉴于常规涂层的缺点，本领域急需一种改进的保护性涂层体系，该涂层体系能够为闸门部件和底座部件提供优于常规涂层材料的优异性能，包括在大范围的操作压力和温度内的改进的抗磨损性、润滑性和密封性。

技术实现要素：

本发明可包括各种组合形式的以下各方面，并且还可包括下文在书面说明中描述的本发明的任何其他方面。

在第一方面，提供了一种保护性涂层体系。保护性涂层体系包括：覆盖至少一个或多个密封表面的基础碳化物基热喷组合物层；施加到所述基础碳化物基热喷组合物的外部或自由表面上的低摩擦层，所述低摩擦层具有预定厚度；与所述低摩擦层和所述基础碳化物基热喷组合物相容的聚合物密封剂或非聚合物密封剂，所述聚合物密封剂渗入到类金刚石碳层的预定厚度中，并且任选地渗入到基础碳化物基热喷组合物的至少一部分中；其中所述涂层的特征在于在升高的操作压力下具有液密非渗透性和减小的摩擦系数。

在第二方面，提供了制备保护性涂层体系的工艺，包括：将碳化物基涂覆层热喷到密封表面上；用WC-CoCr、WC-Co、WC-Ni和碳化铬-NiCr施加类金刚石碳层；用聚合物密封剂或非聚合物密封剂浸渍类金刚石碳层；以及形成流体不可渗透的涂层。

在第三方面，提供了经表面处理的装置，包括：闸门阀，其包括腔和沿所述主体内部延伸并且穿过所述腔的流道；所述阀还至少部分地被底座和闸门限定，所述底座在所述腔和所述流道的交界处所限定的位置处附连到主体；所述闸门具有与所述底座的对应面滑动接合的接合面；其中闸门和底座的所述接合面中的至少一者涂覆有包含碳化物基热喷组合物的保护性涂层体系；所述涂层还包含施加到所述碳化物基热喷组合物的外部上的类金刚石碳层，所述类金刚石碳层具有预定厚度；并且所述涂层还包含聚合物密封剂或非聚合物密封剂，所述密封剂渗入到类金刚石碳层的预定厚度中，并且任选地渗入到碳化物基热喷组合物的至少一部分中。

根据以下说明和所附权利要求书，本公开其他方面、特征和实施例将会更清楚。

附图说明

根据本发明的优选实施例的以下详细描述，并结合附图将更好地理解本发明的目标和优点，在附图中，类似的数字在整个说明书中指代相同的特征部，其中：

图1示出了闸门阀的剖视图，其中闸门从底座脱离以允许流体流动通过通道；

图2示出了用于复制打开和闭合闸门阀所引发的摩擦行为的扭转压缩测试的测试装置；

图3示出了用于复制油气应用中利用的闸门阀可能遇到的高压泄漏的测试装置；

图4示出了未密封Super涂层(由包含碳化钨-钴-铬材料以及5重量％至35重量％的钴合金的粉末沉积)，在按照比较例1所述那样执行的测试期间，所述涂层在小于1,000psi的压力下表现出通过涂层发生泄漏；

图5示出了具有类金刚石碳层的未密封Super涂层(由包含碳化钨-钴-铬材料以及5重量％至35重量％的钴合金的粉末沉积)，在按照比较例2所述那样执行的测试期间，所述涂层在小于1,000psi的施加压力下表现出通过涂层发生泄漏；

图6示出了本发明的保护性涂层组合物(由包含碳化钨-钴-铬材料以及5重量％至35重量％的钴合金的粉末沉积的且具有类金刚石碳层的Super涂层，施加所述类金刚石碳层之后密封所述Super涂层)，在按照实例1所述那样执行的测试期间，所述涂层在10,000psi的施加压力下未表现出通过涂层发生泄漏；

图7示出了将类金刚石碳材料掺入热喷涂层中之后的摩擦系数效果的图形关系，其中类金刚石碳材料被施加到WC-CoCr HVOF涂层上方，并且在没有油脂的10ksi接触压力下对比WC-CoCr HVOF涂层进行测试；

图8示出了将类金刚石碳材料掺入热喷涂层中之后的摩擦系数效果的图形关系，其中类金刚石碳材料被施加到WC-CoCr HVOF涂层上方，并且在有油脂的30ksi接触压力下对比WC-CoCr HVOF涂层进行测试；

图9示出了采用本发明的涂层时的摩擦系数效果的图形关系，其中类金刚石碳材料被施加到Super涂层(由包含碳化钨-钴-铬材料以及5重量％至35重量％的钴合金的粉末沉积)上方，并且在没有油脂的10ksi接触压力下对比WC-CoCr HVOF涂层进行测试；以及

图10示出了采用本发明的涂层时的摩擦系数效果的图形关系，其中类金刚石碳材料被施加到Super涂层(包含碳化钨-钴-铬材料以及5重量％至35重量％的钴合金的粉末沉积)上方，并且在有油脂的30ksi接触压力下对比WC-CoCr HVOF涂层进行测试。

具体实施方式

本文以各种实施例并参考本发明的各个特征和方面来陈述本公开。本公开设想了在本公开的范围内的此类特征、方面和实施例的各种排列和组合。本公开因此可被指定成包括、包含或基本上包括这些具体特征、方面和实施例的任何此类组合和排列，或所选择的它们中的一个或多个。

除非另外指明，否则本文的所有组合物均以重量百分比计，不包括不可避免的痕量污染物。

本发明涉及新型保护性涂层，该保护性涂层至少部分被在各种应用中的低摩擦和流体非渗透性限定。该涂层特别适于维持承载表面(诸如，闸门阀的闸门表面和底座表面)的结构完整性。该涂层提供了改进和持久的抗磨损性、抗腐蚀性以及形成和维持通过该涂层且沿一个或多个承载表面的润滑性和基本上不可渗透的密封能力，在操作期间，该承载表面与其他密封表面在升高的使用压力(例如，5,000psi至30,000psi或更大)下接合。就这一点而言，本发明表现出优于闸门部件和底座部件的常规涂层和涂层体系的显著改进，闸门部件和底座部件两者容易在使用期间发生泄漏，因而无法维持密封。由于现在的油气应用不断需要较高的操作压力和温度，常规涂层和涂层体系无法在长时间承受不断增加的负载的闸门和底座的接合表面上形成和维持必需的密封和润滑性。

在本发明的一个实施例中，所提供的保护性涂层体系具有多种组分，包括碳化物基热喷组合物、低摩擦材料层和聚合物密封剂。每种组分是彼此化学相容和物理相容的，由此消除可能潜在地影响保护性涂层体系的结构完整性的有害降解反应。应当理解，本文中和整个说明书中使用的术语“层”旨在表示可以是离散的或连续的一个或多个层。

碳化物基热组合物覆盖基底的密封表面。碳化物基热组合物表征为提供抗磨损性和抗腐蚀性的硬化层。在一个优选实施例中，碳化物基组合物源于碳化钨-钴铬材料和金属钴合金的粉末共混物(即，碳化物-钴)，其中碳化钨-钴-铬材料的配方包含：碳化钨-5％至20％的钴和0％至12％的铬，并且更优选为约8％至13％的钴和0％或4％至10％的铬。美国专利No.6004372描述了与金属钴合金共混的碳化钨-钴铬材料(即，碳化物-钴)的详细信息，该专利全文以引用方式并入本文。本发明还设想了其他碳化物基组合物。

金属合金优选为包含以下配方的钴合金：27％至29％的铬、7％至9％的钨、0.8％至1.2％的碳以及剩余量的钴。更优选地，钴合金包含钴-28％的铬-8％的钨-1％的碳。本发明设想了其他金属合金，包括但不限于包含以下组分的金属合金组合物：25％至31％的钼、14％至20％的铬、1％至5％的硅、少于0.08％的碳以及剩余量的钴。更进一步，另一种金属合金为具有以下配方的钴合金：钴-28％的钼-17％的铬-3％的硅-少于0.08％的碳。本发明设想了多种碳化物-钴热喷组合物，包括选自WC-CoCr、WC-Co、WC-Ni和碳化铬-NiCr的那些热喷组合物。

优选地，该共混物包括5％至35％的金属钴合金，更优选10％至30％的金属钴合金。碳化钨-钴-铬材料可通过多种合适的工艺来制成，举例来说，包括铸造和压碎粉末制造技术，这种技术在铬含量为大约0％时是优选的。或者，当铬含量为约2％至12％时，烧结工艺是优选的。金属钴合金可通过任何已知的方法制备，包括真空熔融和惰性气体雾化。

碳化物基热组合物可被施加到任何类型的基底上。优选地，组合物为碳化物-钴共混粉末，该共混粉末通过合适的热喷工艺被施加到基底的密封表面上。热喷工艺可包括爆炸喷枪沉积工艺，诸如用于将涂层制备到基底的密封表面上的D-gun^TM工艺或Super-D工艺。爆炸工艺的详细信息在美国专利No.4626477、No.4826734、No.4902539、No.4999255、No.5326645、No.5652028、No.5700423和No.5741556中有所描述，这些专利中的每一者全文以引用方式并入本文。碳化物-钴粉末的尺寸优选被设计成小于325美国标准筛目(44微米)，并且金属钴合金的尺寸被设计成通过筛分小于270目(60微米)但大于325目(44微米)。应当理解，其他热喷沉积技术可与本发明一起使用。

保护性涂层体系的第二组分为低摩擦涂层。在一个优选实施例中，低摩擦涂层为类金刚石碳层(DLC)。DLC被施加到碳化物基热涂层组合物的外部或自由表面上，由此形成覆盖碳化物基热组合物的DLC涂层区。DLC具有预定厚度，该厚度范围为约1微米至4微米，优选为约1微米至3微米，更优选为约2微米至3微米。掺入预定厚度的DLC以某种方式实质上降低了基础碳化物基热组合物的摩擦，这种方式为保护性涂层体系的暴露区赋予了润滑性，而不会对碳化物基热组合物的抗磨损性和抗腐蚀性产生不利影响。结果是闸门部件与底座部件之间的摩擦降低。DLC材料的代表性例子包括但不限于氢化非晶碳(命名为“a-C:H”)和氢化四面体非晶碳(命名为“ta-C:H”)。DLC涂层可通过任何合适的技术并且有利地在不超过400°F的温度下沉积，以便不影响基底和涂层材料的特性。

本发明已发现，低摩擦材料(诸如DLC)与碳化物基热组合物结合在其使用寿命期间不能够充分地形成和维持闸门阀(如图1中的代表性例子所示)的液密(即，基本上不可渗透)密封。当使用压力或操作压力增加超过5000psi到中压水平或接近30,000psi或更高的升高的压力水平时，无法形成液密密封可能存在更多问题。另外，腐蚀流体和持久的使用寿命(即，反复打开和闭合闸门阀11)加剧了这一问题。如在工作实例中将示出，掺有DLC的涂层在中压或升高的压力下无法形成不可渗透的液密密封。

就这一点而言，用特定类型的聚合物密封剂或非聚合物密封剂来配制本发明的保护性涂层体系。使密封剂浸渍到低摩擦层中，并且任选地浸渍到碳化物层中。优选地，使密封剂浸渍到低摩擦层和碳化物层两者中。密封剂在低摩擦层的小孔内流动，并且渗入到低摩擦层中，并且优选渗入到碳化物基热喷涂层中。密封剂能够从低摩擦层的外部自由表面渗入并进入小孔中，从而不会增加涂层体系的总体厚度。最终结果是在不损失低摩擦层的润滑性的情况下，获得液密保护性涂层体系。下文将讨论的工作实例量化了本发明的保护性涂层体系相较常规涂层和涂层体系的改进性能。

适于本发明的密封剂包括聚合物(即，热塑性或热固性)密封剂以及非聚合物密封剂。可用于本发明的典型有机密封剂包括但不限于环氧树脂(例如，双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、酚醛清漆环氧树脂、脂族环氧树脂和缩水甘油胺环氧树脂)、有机硅、酚醛树脂、聚酰胺-酰亚胺、氟树脂、聚氨酯和乙烯树脂。可用于本发明的典型无机密封剂包括但不限于磷酸盐、铬酸盐、硅酸盐和铬酸。优选地，密封剂为双酚A基环氧树脂。

选择合适的密封剂取决于若干因素，包括密封剂与低摩擦层的化学相容性和物理相容性、碳化物基热喷涂层的具体类型、闸门阀的使用温度以及低摩擦层的孔隙度。

密封剂被认为是待添加到低摩擦层和/或基础碳化物基层中的第三组分。在形成基础碳化物基层和低摩擦层中的每一者之后，添加密封剂。优选地，通过刷涂或浸涂随后在室温下固化至少8小时来将密封剂施加到低摩擦层上。

本发明的保护性涂层体系适于任何基底表面，包括(举例来说，但并非旨在限制)其中汽缸或其配合表面(轴衬或轴承)至少部分地被涂覆的航空部件。另外，本发明的涂层体系尤其适于金属承载表面，包括但不限于用于油气行业的闸门阀的闸门部件和底座部件。参见图1，可将涂层体系施加到两个底座的接合表面2和3。或者，可从闸门1或两个底座的接合表面2和3中省略掉涂层体系。与常规材料不同，本发明的涂层体系实现了预防流体通过涂层发生泄漏，而不会在闸门阀4的使用寿命期间对润滑性、抗磨损性和抗腐蚀性产生不利影响。在操作中，当将闸门1移动到横跨底座的面2和3时，保护性涂层体系提供减小的摩擦系数、减少的磨损以及拉毛预防，而当将闸门阀4向下移动到具有底座面2和3的闭合位置时，通过涂层形成并维持液密密封。如工作实例将示出，甚至在重复使用很多次后，仍然保持此类特性。

优选地，本发明的涂层体系被施加到底座的接合面2和3以及闸门的面1a和1b上。底座的面2和3以及闸门的面1a和1b上的具体搭配可包括：施加到底座表面的来源于碳化钨-钴铬材料与金属钴合金的粉末共混物的Super涂层，组合施加到闸门表面的HVOF(高速氧气燃料喷涂)沉积碳化钨-钴铬涂层。

应当理解，设想了多种变型。例如，保护性涂层体系可被施加到底座的面2和面3任一者以及闸门1上，而另一面仅涂覆有一种碳化物基热喷组合物，所述碳化物基热喷组合物任选地涂覆有低摩擦层。或者，本发明的保护性涂层体系可被施加到一个表面上，另一个表面包含非保护性涂层。

如在以下工作实例中将示出和讨论，进行了若干实验来将本发明的保护性涂层与其他常规材料进行比较。成功的保护性涂层体系的标准取决于其在维持低摩擦系数的情况下实现形成液密不可渗透的密封的能力。

实验模拟了油气应用中利用的闸门阀通常遇到的高压条件。扭转压缩测试用于复制打开和闭合闸门阀所引发的摩擦行为。在以下条件下利用扭转压缩测试研究了不同涂层体系的摩擦行为：未使用润滑的10,000psi接触压力下，以及使用油脂润滑的30,000psi接触压力下。测试装置的示意图示于图2中。将待测试的涂层施加到环形样品基底与平坦样品基底之间，如图2所示。用由液压马达驱动的环形汽缸进行试验，其中使环形汽缸与平坦样品接触。当已产生所需压力时，旋转环形样品。测量旋转环形汽缸和平坦样品之间的扭矩传递。以电子方式收集数据，并且由传递的扭矩与施加的压力之比计算摩擦系数。

图3所示的第二测试装置用于复制油气应用中利用的闸门阀可能遇到的高压泄漏。高压泄漏测试用于研究通过涂层发生的气体泄漏。测试包括使带涂层的样品的一部分在10,000psi压力下经受氮气至少10分钟(如图3中的箭头所示)，而使带涂层的样品的另一部分承受大气压力并且覆盖有肥皂水薄层。如果涂层对于氮气来说是可渗透的，那么在测试过程中可在涂层表面上观察到气泡。

比较例1(针对碳化物基热喷组合物的泄漏测试-图4)

利用Super涂覆工艺，采用碳化钨-钴铬材料和金属钴合金的粉末共混物来制备涂层。将该涂层施加到直径为大约2.8英寸、厚度为大约1.5英寸的测试样品上。不施加低摩擦层，并且不将密封剂浸渍到涂层体系中。

进行高压泄漏测试。在小于1,000psi的施加压力下，沿着图4所示的测试样品的周边观察到大量的气泡。大量的气泡表明涂层在低压下不能防止发生泄漏。没有密封剂浸渍到涂层中。

比较例2(针对碳化物基热喷组合物+DLC的泄漏测试-图5)

利用Super涂覆工艺，采用碳化钨-钴铬材料和金属钴合金的粉末共混物来制备涂层。将该涂层施加到直径为大约2.8英寸、厚度为大约1.5英寸的测试样品上。接下来，利用等离子体激活化学气相沉积(Pa CVD)工艺来将DLC低摩擦层施加到该样品上。不将密封剂浸渍到涂层体系中。

对所得涂层进行高压泄漏测试。在小于1000psi的施加压力下，沿着图5所示的测试样品的周边观察到大量的气泡。大量的气泡表明含有DLC的涂层在低压下不能防止发生泄漏。

比较例3(在10,000psi下针对碳化物基热喷组合物(HVOF)的摩擦测试-图7的红色线)

在未使用润滑的10,000psi接触压力的条件下，利用扭转压缩测试来评价热喷涂层体系的摩擦行为。待测试的涂层为HVOF WC-CoCr涂层，将该涂层施加到环形样品基底和平坦样品基底两者上。当产生10,000psi的压力时，旋转环形样品。测量旋转环形汽缸和平坦样品之间的扭矩传递，并且由传递的扭矩与施加的压力之比计算摩擦系数。

图7以图形形式示出了结果。该涂层体系表现出约0.720的稳定摩擦系数，该摩擦系数被认为对于预期应用来说高得令人无法接受。

比较例4(在10,000psi下针对碳化物基热喷组合物(HVOF)+DLC的摩擦测试-图7的橙色线)

在未使用润滑的10,000psi接触压力的条件下，利用扭转压缩测试来评价比较例3的热喷涂层体系的摩擦行为，其中DLC添加到HVOF涂覆的环形样品上。利用Pa CVD将DLC施加到表面上。当产生10,000psi的压力时，旋转环形样品。测量旋转环形汽缸和平坦样品之间的扭矩传递，并且由传递的扭矩与施加的压力之比计算摩擦系数。

图7以图形形式示出了结果。该涂层体系将摩擦系数值稳定在约0.585。这显著低于比较例3的摩擦系数值。这些结果表明，DLC用作低摩擦层，用于降低涂层体系的总摩擦系数。然而，该摩擦系数仍被认为不合适。

比较例5(在30,000psi下针对碳化物基热喷组合物(HVOF)的摩擦测试-图8的红色线)

在使用油脂的约30,000psi接触压力的条件下，利用扭转压缩测试来评价热喷涂层体系的摩擦行为。待测试的涂层为HVOF WC-CoCr涂层，将该涂层施加到环形样品基底和平坦样品基底两者上。当产生30,000psi的压力时，旋转环形样品。测量旋转环形汽缸和平坦样品之间的扭矩传递，并且由传递的扭矩与施加的压力之比计算摩擦系数。

图8以图形形式示出了结果。环形基底和平坦样品基底之间的摩擦系数呈指数增加，在测试过程中不稳定。

比较例6(在30,000psi下针对碳化物基热喷组合物(HVOF)+DLC的摩擦测试-图8的橙色线)

在使用油脂的30,000psi接触压力的条件下，利用扭转压缩测试来评价比较例4的热喷涂层体系的摩擦行为，其中DLC添加到HVOF涂覆的环形样品上。利用PaCVD将DLC施加到表面上。当产生30,000psi的压力时，旋转环形样品。测量旋转环形汽缸和平坦样品之间的扭矩传递，并且由传递的扭矩与施加的压力之比计算摩擦系数。

图8以图形形式示出了结果。该涂层体系逐渐增至值0.140。在30,000psi下使用油脂，而在干燥条件下进行10,000psi测试。这些结果表明，DLC用作低摩擦层，用于降低涂层体系的总摩擦系数。

比较例7(在10,000psi下针对碳化物基爆炸喷枪热喷组合物(Super D-gun)的摩擦测试-图9的红色线)

在未使用润滑的10,000psi接触压力的条件下，利用扭转压缩测试来评价热喷涂层体系的摩擦行为。待测试的涂层为来源于碳化钨-钴铬材料和金属钴合金的粉末共混物的Super涂层。将Super涂层沉积到环形样品基底上。另一种涂层为HVOF WC-CoCr涂层，将其沉积到平坦样品基底上。当产生10,000psi的压力时，旋转环形样品。测量旋转环形汽缸和平坦样品之间的扭矩传递，并且由传递的扭矩与施加的压力之比计算摩擦系数。

图9以图形形式示出了结果。在测试过程中，该涂层体系的摩擦系数逐渐增加。

比较例8(在30,000psi下针对碳化物基爆炸喷枪热喷组合物(Super D-gun)的摩擦测试-图10的红色线)

在使用油脂的约30,000psi接触压力的条件下，利用扭转压缩测试来评价热喷涂层体系的摩擦行为。待测试的涂层为来源于碳化钨-钴铬材料和金属钴合金的粉末共混物的Super涂层。将Super涂层沉积到环形样品基底上。另一种涂层为HVOF WC-CoCr涂层，将其沉积到平坦样品基底上。当产生30,000psi的压力时，旋转环形样品。测量旋转环形汽缸和平坦样品之间的扭矩传递，并且由传递的扭矩与施加的压力之比计算摩擦系数。

图10以图形形式示出了结果。在测试过程中，该涂层体系的摩擦系数呈指数增加。

实例1(针对本发明的泄漏试验-图6)

利用Super涂覆工艺，采用碳化钨-钴铬材料和金属钴合金的粉末共混物来制备涂层。将该涂层施加到直径为大约2.8英寸、厚度为大约1.5英寸的测试样品上。将DLC低摩擦层施加到该基础涂层上。利用PaCVD施加DLC。

进行高压泄漏测试。测试10分钟后，在10,000psi的施加压力下，沿着图6所示的测试样品的周边没有观察到气泡。高压下没有出现气泡表明具有DLC和密封剂的涂层能够防止发生泄漏。

实例2(在10,000psi下针对本发明的摩擦测试-图9的橙色线)

在未使用润滑的10,000psi接触压力的条件下，利用扭转压缩测试来评价本发明的热喷涂层体系的摩擦行为。待测试的涂层为来源于碳化钨-钴铬材料和金属钴合金的粉末共混物的Super涂层。将Super涂层沉积到环形样品基底上。另一种涂层为HVOF WC-CoCr涂层，将其沉积到平坦样品基底上。将DLC低摩擦层施加到该基础Super涂层上。利用Pa CVD施加DLC。

当产生10,000psi的压力时，旋转环形样品。测量旋转环形汽缸和平坦样品之间的扭矩传递，并且由传递的扭矩与施加的压力之比计算摩擦系数。

图9以图形形式示出了结果。在整个测试期间，该涂层体系维持可接受的0.090的低摩擦系数。

实例3(在30,000psi下针对本发明的摩擦测试-图10的橙色线)

在使用油脂的30,000psi接触压力的条件下，利用扭转压缩测试来评价本发明的热喷涂层体系的摩擦行为。待测试的涂层为来源于碳化钨-钴铬材料和金属钴合金的粉末共混物的Super涂层。将Super涂层沉积到环形样品基底上。另一种涂层为HVOF WC-CoCr涂层，将其沉积到平坦样品基底上。将DLC低摩擦层施加到该基础Super涂层上。利用PaCVD工艺施加DLC。

当产生30,000psi的压力时，旋转环形样品。测量旋转环形汽缸和平坦样品之间的扭矩传递，并且由传递的扭矩与施加的压力之比计算摩擦系数。

图10以图形形式示出了结果。在整个测试期间，该涂层体系维持可接受的0.100的低摩擦系数。

虽然已示出和描述了被认为是本发明的某些实施例，但当然应当理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可轻易地对其形式或细节作出修改和改变。因此，本发明并不局限于本文所示和所述的具体形式和细节，也不局限于本文所公开的以及后文所要求的本发明整体之内的任何内容。