一种导电耐磨涂层及具有该涂层的电源接插件的制作方法

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1.本发明涉及涂层技术领域，尤其涉及一种导电耐磨涂层材料及具有该涂层的电源接插件。


背景技术：

2.电源接插件是电通断环节中重要的功能性元件，在设备和电源之间起着至关重要的纽带作用。在数码产品、通讯器材、家用电子电器等多个领域都有着广泛的应用。电源接插件在使用的过程中大约会有10万次的插拔产生，极易产生磨损，缩短使用寿命，因此对其导电性和耐磨损性能都有着较高的要求。目前一般通过在接插件上设置耐磨结构或者涂层来解决，但成本较高，或者难以达到环保要求，效果并不理想。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本发明提供一种导电耐磨涂层材料及具有该涂层的电源接插件。
4.本发明的技术方案是这样实现的，一种导电耐磨涂层，包括在基材表面依次沉积的打底层、过渡层、耐磨层和导电层；所述耐磨层的材料为ti2n、cu和ti三者的混合物或者crn、cu和cr三者的混合物。
5.根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述打底层的材料为ti或者cr。
6.根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述过渡层的材料为ti2n和ti混合物或者cr和crn混合物。
7.根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述过渡层的材料为ti2n和ti的混合物时，ti含量为70at％-90at％。所述过渡层的材料为cr和crn的混合物时，cr含量为70at％-90at％。
8.根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述导电层的材料为碳，所述导电层的摩擦系数为0.05-1。
9.根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述耐磨层的材料为ti2n、cu和ti三者的混合物时，ti含量为69at％-89.7at％，cu含量为0.3at％-1at％。
10.根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述耐磨层的材料为crn、cu和cr三者的混合物时，cr含量为69at％-89.7at％，cu含量为0.3at％-1at％。
11.根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述耐磨层的硬度为20-30gpa。
12.根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述涂层总的厚度为600nm-1um。
13.根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述打底层的厚度为200-300nm、所述过渡层的厚度为200-400nm、所述耐磨层的厚度为100-200nm、所述导电层的厚度为50-100nm。
14.此外，本发明还提供了一种电源接插件，包括可相互插接的母接插件和公接插件，所述母接插件设有插接孔，所述公接插件设有与所述插接孔相适配的插接杆，所述公接插
件和母接插件相互插接，从而用于电流或信号的传输，所述插接孔内和/或插接杆上具有如上所述的涂层。
15.本发明的有益效果是：
16.本发明提供了一种适用于电源接插件的耐磨涂层材料，包括在基材表面依次沉积的打底层、过渡层、耐磨层和导电层，在不影响导电性的前提下提高了涂层的耐磨性能，且成本低，耐磨效果好。此外，本发明还提供了一种具有该涂层的电源插接件，不易磨损，使用寿命长。
附图说明：
17.图1为本发明导电耐磨涂层材料的结构示意图；
18.图中：1基体；2打底层；3过渡层；4耐磨层；5导电层。
具体实施方式：
19.下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
20.实施例1
21.见图1，一种导电耐磨涂层，包括在基材1表面依次沉积的打底层2、过渡层3、耐磨层4和导电层5；所述打底层2的材料为ti，所述过渡层3的材料为ti2n和ti混合物；所述耐磨层4的材料为ti2n、cu和ti三者的混合物。
22.本实施例以ti为打底层，可提高涂层与基材1之间的结合力，以ti2n和ti混合物作为过渡层，可以提升导电性和提升硬度，避免打底层和耐磨层之间硬度差异太大，出现蛋壳效应；以ti2n、cu和ti三者的混合物作为耐磨层的材料，在不降低导电性的前提下进一步提升硬度，增强涂层的耐磨性能；以碳材料作为导电层的材料，可以降低摩擦系数，进一步增强涂层的耐磨性能，还可以提升导电性。
23.此外，所述导电层的材料为碳材料，可以降低摩擦系数，进一步增强涂层的耐磨性能，还可以提升导电性。导电层的摩擦系数为0.05。
24.所述过渡层中，ti含量为70at％。所述耐磨层中，ti含量为80at％，cu的含量为0.3at％，耐磨层的硬度为29gpa。所述涂层总的厚度为600nm。
25.进一步包括，所述打底层的厚度为200nm、所述过渡层的厚度为200nm、所述耐磨层的厚度为150nm、所述导电层的厚度为50nm。
26.所述基材为钛、钛合金、不锈钢、铜或铜合金中的一种。
27.制备时，基材清洗除去杂质后再进行镀膜前处理，之后各层采用pvd或cvd的方法在基材上依次沉积。
28.实施例2
29.本实施例中，与实施例1不同的是，所述过渡层中，ti含量为80at％。所述耐磨层中，ti含量为69at％，cu的含量为0.6at％，耐磨层的硬度为25gpa。所述涂层总的厚度为800nm。
30.进一步包括，所述打底层的厚度为250nm、所述过渡层的厚度为300nm、所述耐磨层的厚度为170nm、所述导电层的厚度为80nm。
31.实施例3
32.本实施例中，与实施例1不同的是，所述过渡层中，ti含量为80at％。所述耐磨层中，ti含量为89at％。所述耐磨层中，cu的含量为1at％，耐磨层的硬度为20gpa。所述涂层总的厚度为950nm。
33.进一步包括，所述打底层的厚度为290nm、所述过渡层的厚度为380nm、所述耐磨层的厚度为190nm、所述导电层的厚度为90nm。
34.实施例4
35.本实施例中，与实施例1不同的是，所述过渡层中，ti含量为90at％。所述耐磨层中，ti含量为79.15at％，cu的含量为0.85at％，耐磨层的硬度为22gpa。所述涂层总的厚度为750nm。
36.进一步包括，所述打底层的厚度为250nm、所述过渡层的厚度为320nm、所述耐磨层的厚度为120nm、所述导电层的厚度为60nm。
37.实施例5
38.本实施例提供了一种导电耐磨涂层，包括在基材1表面依次沉积的打底层2、过渡层3、耐磨层4和导电层5；所述打底层2的材料为cr，所述过渡层3的材料为cr和crn混合物；所述耐磨层4的材料为cr、crn和cu三者的混合物，所述涂层总的厚度为600nm-1um(比如600nm、800nm、950nm、1um等)。
39.本实施例以cr为打底层，可提高涂层与基材1之间的结合力，以cr和crn混合物作为过渡层，可以提升导电性和提升硬度，避免打底层和耐磨层之间硬度差异太大，出现蛋壳效应；以cr、crn和cu的混合物作为耐磨层的材料，在不降低导电性的前提下进一步提升硬度，增强涂层的耐磨性能；以碳材料作为导电层的材料，可以降低摩擦系数，进一步增强涂层的耐磨性能，还可以提升导电性。
40.所述过渡层中，cr含量为70at％-90at％(比如70at％、80at％、90at％)。所述耐磨层中，cr含量为69at％-89.7at％(比如69at％、75at％、89.7at％)，cu的含量为0.3at％-1at％(比如0.3at％、0.5at％、1at％等)，耐磨层的硬度为20-30gpa(比如20gpa、25gpa、28gpa、30gpa等)。
41.此外，所述导电层的材料为碳材料，可以降低摩擦系数，进一步增强涂层的耐磨性能，还可以提升导电性。导电层的摩擦系数为0.05-1(比如可以为0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、1)。
42.实施例6
43.本实施例提供了一种电源接插件，包括可相互插接的母接插件和公接插件，所述母接插件设有插接孔，所述公接插件设有与所述插接孔相适配的插接杆，所述公接插件和母接插件相互插接，从而用于电流或信号的传输，所述插接孔内和/或插接杆上可具有如实施例1-5所述的涂层，在不影响导电性的前提下，达到耐磨损的目的。涂层可设在插接孔内或插接杆上，或者插接孔内和插接杆上都具有该涂层。