(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 112676128 A(43)申请公布日 2021.04.20
(21)申请号 202011475854.7(22)申请日 2020.12.14
(71)申请人 东莞市普拉提纳米科技有限公司
地址 523000 广东省东莞安镇厦岗社
区江南西街9号二楼(72)发明人 刘成斌 黄明章
(74)专利代理机构 东莞市启信展华知识产权代
理事务所(普通合伙) 44579
代理人 王晶晶(51)Int.Cl.
B05D 7/00(2006.01)B05D 1/36(2006.01)B05D 1/08(2006.01)B05D 1/00(2006.01)C09D 127/18(2006.01)
权利要求书1页 说明书5页 附图1页
C09D 7/61(2018.01)C09D 5/08(2006.01)C09D 1/00(2006.01)
CN 112676128 A(54)发明名称
一种带有抗腐蚀和耐高温性能的DLC涂层及制备工艺(57)摘要
本发明公开了一种带有抗腐蚀和耐高温性能的DLC涂层及制备工艺，包括DLC涂层基层、抗腐蚀层以及耐高温层，DLC涂层基层的表面由内向外依次附着有抗腐蚀层以及耐高温层，其中：
并且含有固体润滑抗腐蚀层以PTFE为基本成分，
剂，其中PTFE为30‑60质量份，固体润滑剂为40‑70质量份；耐高温层以陶瓷粉料为基本成分，并且含有硅酸盐类涂料，其中陶瓷粉料为50‑80质量份，硅酸盐类粉料为20‑50质量份。本发明的抗腐蚀层以PTFE为基本成分，并且含有固体润滑剂，具有优越的耐腐蚀性、耐化学性和耐磨损性，耐高温层以陶瓷粉料为基本成分，并且含有硅酸盐类涂料，耐热温度高，具有较好的耐高温性能。
CN 112676128 A
权 利 要 求 书
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1.一种带有抗腐蚀和耐高温性能的DLC涂层，其特征在于，包括DLC涂层基层、抗腐蚀层以及耐高温层，DLC涂层基层的表面由内向外依次附着有抗腐蚀层以及耐高温层，其中：
抗腐蚀层以PTFE为基本成分，并且含有固体润滑剂，其中PTFE为30‑60质量份，固体润滑剂为40‑70质量份；
耐高温层以陶瓷粉料为基本成分，并且含有硅酸盐类涂料，其中陶瓷粉料为50‑80质量份，硅酸盐类粉料为20‑50质量份。
2.如权利要求1所述的带有抗腐蚀和耐高温性能的DLC涂层，其特征在于，所述抗腐蚀层和耐高温层的厚度相同。
3.如权利要求1所述的带有抗腐蚀和耐高温性能的DLC涂层，其特征在于，固体润滑剂为石墨粉料。
4.如权利要求1所述的带有抗腐蚀和耐高温性能的DLC涂层，其特征在于，PTFE为40‑50质量份，固体润滑剂为50‑60质量份，陶瓷粉料为60‑70质量份，硅酸盐类粉料为30‑40质量份。
5.如权利要求1所述的带有抗腐蚀和耐高温性能的DLC涂层，其特征在于，PTFE为45质量份，固体润滑剂为55质量份，陶瓷粉料为65质量份，硅酸盐类粉料为35质量份。
6.一种如权利要求1所述的带有抗腐蚀和耐高温性能的DLC涂层的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、搅拌混料：将PTFE和固体润滑剂按照比例混合搅拌成A料备用，将陶瓷粉料和硅酸盐类粉料按照比例混合搅拌成B料备用；
步骤2、等离子喷涂A料：A料经过送粉器送入火焰中熔化，由焰流加速得到高于150m/s，喷射到DLC涂层基层上形成抗腐蚀层；
步骤3、等离子喷涂B料：B料经过送粉器送入火焰中熔化，由焰流加速得到高于150m/s，喷射到步骤2的抗腐蚀层上形成抗腐蚀层。
7.如权利要求6所述的带有抗腐蚀和耐高温性能的DLC涂层的制备工艺，其特征在于，等离子喷涂的喷嘴出口的温度为15000‑20000℉。
8.如权利要求6所述的带有抗腐蚀和耐高温性能的DLC涂层的制备工艺，其特征在于，焰流速度在喷嘴出口处为100‑200m/s。
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CN 112676128 A
说 明 书
一种带有抗腐蚀和耐高温性能的DLC涂层及制备工艺
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技术领域
[0001]本发明涉及DLC涂层技术领域，特别涉及一种带有抗腐蚀和耐高温性能的DLC涂层及制备工艺。
背景技术
[0002]DLC涂层(类金刚石)涂层，类金刚石涂层(Diamond‑like Carbon)或简称DLC涂层是含有金刚石结构(sp3键)和石墨结构(sp2键)的亚稳非晶态物质，碳原子主要以sp3和sp2杂化键结合。类金刚石涂层或简称DLC涂层是一种非晶态膜，基本上可分为含氢类金刚石(a‑C:H)涂层和无氢类金刚石涂层两种。含氢DLC涂层中的氢含量在20at.％～50at.％之间，sp3成分小于70％。无氢DLC涂层中常见的是四面体非晶碳(ta‑C)膜。ta‑C涂层中以sp3键为主，sp3含量一般高于70％。不同种类的类金刚石涂层的共同点是碳原子在空间结构上长程无序自然界中碳有两种存在形式：金刚石和石墨。在金刚石结构中，每个碳原子都以sp3杂化轨道与另外四个碳原子形成共价键，形成一个正四面体，所有价电子参与形成共价键，无自由电子。
[0003]CN202010803821.4公开了一种DLC涂层工艺，该工艺设备配置了PVD镀膜所需的磁控溅射靶和PECVD气体镀膜所需的放电电极，磁场线圈；该工艺设备能够在低温下实现DLC涂层工艺：同时具备PVD与PECVD的功能，解决了DLC打底需要磁控溅射，碳膜层需要PECVD的难题，且能够在较低温度下裂解含碳气体，温度大大的降低；该工艺设备的沉积速率快：采用线圈产生电磁场与中心辅助阳极相结合的方式，辅以高功率脉冲电源，提高含碳气体的离化率，碳层的沉积速率提高。但是由于DLC涂层的使用环境，通常使用在高温且高腐蚀环境中，该专利制备的DLC涂层很难满足抗腐蚀和耐高温性能。发明内容
[0004]本发明的目的在于提供一种带有抗腐蚀和耐高温性能的DLC涂层及制备工艺，抗
并且含有固体润滑剂，具有优越的耐腐蚀性、耐化学性和耐磨损腐蚀层以PTFE为基本成分，
性，耐高温层以陶瓷粉料为基本成分，并且含有硅酸盐类涂料，耐热温度高，具有较好的耐高温性能，可以解决上述背景技术中提出的问题。[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：[0006]一种带有抗腐蚀和耐高温性能的DLC涂层，包括DLC涂层基层、抗腐蚀层以及耐高温层，DLC涂层基层的表面由内向外依次附着有抗腐蚀层以及耐高温层，其中：[0007]抗腐蚀层以PTFE为基本成分，并且含有固体润滑剂，其中PTFE为30‑60质量份，固体润滑剂为40‑70质量份；
[0008]耐高温层以陶瓷粉料为基本成分，并且含有硅酸盐类涂料，其中陶瓷粉料为50‑80质量份，硅酸盐类粉料为20‑50质量份。[0009]进一步地，所述抗腐蚀层和耐高温层的厚度相同。[0010]进一步地，固体润滑剂为石墨粉料。
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CN 112676128 A[0011]
说 明 书
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进一步地，PTFE为40‑50质量份，固体润滑剂为50‑60质量份，陶瓷粉料为60‑70质
量份，硅酸盐类粉料为30‑40质量份。[0012]进一步地，PTFE为45质量份，固体润滑剂为55质量份，陶瓷粉料为65质量份，硅酸盐类粉料为35质量份。
[0013]本发明提出的另一种技术方案：一种带有抗腐蚀和耐高温性能的DLC涂层的制备工艺，包括如下步骤：[0014]步骤1、搅拌混料：将PTFE和固体润滑剂按照比例混合搅拌成A料备用，将陶瓷粉料和硅酸盐类粉料按照比例混合搅拌成B料备用；[0015]步骤2、等离子喷涂A料：A料经过送粉器送入火焰中熔化，由焰流加速得到高于150m/s，喷射到DLC涂层基层上形成抗腐蚀层；[0016]步骤3、等离子喷涂B料：B料经过送粉器送入火焰中熔化，由焰流加速得到高于150m/s，喷射到步骤2的抗腐蚀层上形成抗腐蚀层。[0017]进一步地，等离子喷涂的喷嘴出口的温度为15000‑20000℉。[0018]进一步地，焰流速度在喷嘴出口处为100‑200m/s。[0019]与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0020]本发明在传统的DLC涂层基层的外表面采用等离子喷涂工艺依次喷涂抗腐蚀层以及耐高温层，抗腐蚀层以PTFE为基本成分，并且含有固体润滑剂，具有优越的耐腐蚀性、耐化学性和耐磨损性，耐高温层以陶瓷粉料为基本成分，并且含有硅酸盐类涂料，耐热温度高，具有较好的耐高温性能。附图说明
[0021]图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
[0022]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。
[0023]一种带有抗腐蚀和耐高温性能的DLC涂层，包括DLC涂层基层、抗腐蚀层以及耐高温层，DLC涂层基层的表面由内向外依次附着有抗腐蚀层以及耐高温层，其中：[0024]抗腐蚀层以PTFE为基本成分，并且含有固体润滑剂，其中PTFE为30‑60质量份，固体润滑剂为40‑70质量份。
[0025]耐高温层以陶瓷粉料为基本成分，并且含有硅酸盐类涂料，其中陶瓷粉料为50‑80质量份，硅酸盐类粉料为20‑50质量份。[0026]固体润滑剂为石墨粉料。[0027]实施例1
[0028]PTFE为40质量份，固体润滑剂为60质量份，陶瓷粉料为60质量份，硅酸盐类粉料为40质量份。
[0029]如图1，一种带有抗腐蚀和耐高温性能的DLC涂层的制备工艺，包括如下步骤：
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CN 112676128 A[0030]
说 明 书
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步骤1、搅拌混料：将40质量份的PTFE和60质量份的固体润滑剂按照比例混合搅拌
成A料备用，将60质量份的陶瓷粉料和40质量份的硅酸盐类粉料按照比例混合搅拌成B料备用；
[0031]步骤2、等离子喷涂A料：A料经过送粉器送入火焰中熔化，由焰流加速得到高于150m/s，喷射到DLC涂层基层上形成抗腐蚀层；[0032]步骤3、等离子喷涂B料：B料经过送粉器送入火焰中熔化，由焰流加速得到高于150m/s，喷射到步骤2的抗腐蚀层上形成抗腐蚀层。[0033]等离子喷涂的喷嘴出口的温度为15000℉。[0034]焰流速度在喷嘴出口处为200m/s。[0035]实施例2
[0036]PTFE为42质量份，固体润滑剂为58质量份，陶瓷粉料为70质量份，硅酸盐类粉料为30质量份。
[0037]一种带有抗腐蚀和耐高温性能的DLC涂层的制备工艺，包括如下步骤：[0038]步骤1、搅拌混料：将42质量份的PTFE和58质量份的固体润滑剂按照比例混合搅拌成A料备用，将70质量份的陶瓷粉料和30质量份的硅酸盐类粉料按照比例混合搅拌成B料备用；
[0039]步骤2、等离子喷涂A料：A料经过送粉器送入火焰中熔化，由焰流加速得到高于150m/s，喷射到DLC涂层基层上形成抗腐蚀层；[0040]步骤3、等离子喷涂B料：B料经过送粉器送入火焰中熔化，由焰流加速得到高于150m/s，喷射到步骤2的抗腐蚀层上形成抗腐蚀层。[0041]等离子喷涂的喷嘴出口的温度为16000℉。[0042]焰流速度在喷嘴出口处为200m/s。[0043]实施例3
[0044]PTFE为45质量份，固体润滑剂为55质量份，陶瓷粉料为65质量份，硅酸盐类粉料为35质量份。
[0045]一种带有抗腐蚀和耐高温性能的DLC涂层的制备工艺，包括如下步骤：[0046]步骤1、搅拌混料：将45质量份的PTFE和55质量份的固体润滑剂按照比例混合搅拌成A料备用，将65质量份的陶瓷粉料和35质量份的硅酸盐类粉料按照比例混合搅拌成B料备用；
[0047]步骤2、等离子喷涂A料：A料经过送粉器送入火焰中熔化，由焰流加速得到高于150m/s，喷射到DLC涂层基层上形成抗腐蚀层；[0048]步骤3、等离子喷涂B料：B料经过送粉器送入火焰中熔化，由焰流加速得到高于150m/s，喷射到步骤2的抗腐蚀层上形成抗腐蚀层。[0049]等离子喷涂的喷嘴出口的温度为18000℉。[0050]焰流速度在喷嘴出口处为140m/s。[0051]实施例4
[0052]PTFE为50质量份，固体润滑剂为50质量份，陶瓷粉料为65质量份，硅酸盐类粉料为35质量份。
[0053]一种带有抗腐蚀和耐高温性能的DLC涂层的制备工艺，包括如下步骤：
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CN 112676128 A[0054]
说 明 书
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步骤1、搅拌混料：将50质量份的PTFE和50质量份的固体润滑剂按照比例混合搅拌
成A料备用，将65质量份的陶瓷粉料和35质量份的硅酸盐类粉料按照比例混合搅拌成B料备用；
[0055]步骤2、等离子喷涂A料：A料经过送粉器送入火焰中熔化，由焰流加速得到高于150m/s，喷射到DLC涂层基层上形成抗腐蚀层；[0056]步骤3、等离子喷涂B料：B料经过送粉器送入火焰中熔化，由焰流加速得到高于150m/s，喷射到步骤2的抗腐蚀层上形成抗腐蚀层。[0057]等离子喷涂的喷嘴出口的温度为20000℉。[0058]焰流速度在喷嘴出口处为100m/s。[0059]实施例6
[0060]PTFE为48质量份，固体润滑剂为52质量份，陶瓷粉料为68质量份，硅酸盐类粉料为32质量份。
[0061]一种带有抗腐蚀和耐高温性能的DLC涂层的制备工艺，包括如下步骤：[0062]步骤1、搅拌混料：将48质量份的PTFE和52质量份的固体润滑剂按照比例混合搅拌成A料备用，将68质量份的陶瓷粉料和32质量份的硅酸盐类粉料按照比例混合搅拌成B料备用；
[0063]步骤2、等离子喷涂A料：A料经过送粉器送入火焰中熔化，由焰流加速得到高于150m/s，喷射到DLC涂层基层上形成抗腐蚀层；[00]步骤3、等离子喷涂B料：B料经过送粉器送入火焰中熔化，由焰流加速得到高于150m/s，喷射到步骤2的抗腐蚀层上形成抗腐蚀层。[0065]等离子喷涂的喷嘴出口的温度为18000℉。[0066]焰流速度在喷嘴出口处为150m/s。[0067]实施例7
[0068]PTFE为50质量份，固体润滑剂为50质量份，陶瓷粉料为70质量份，硅酸盐类粉料为30质量份。
[0069]一种带有抗腐蚀和耐高温性能的DLC涂层的制备工艺，包括如下步骤：[0070]步骤1、搅拌混料：将50质量份的PTFE和50质量份的固体润滑剂按照比例混合搅拌成A料备用，将70质量份的陶瓷粉料和30质量份的硅酸盐类粉料按照比例混合搅拌成B料备用；
[0071]步骤2、等离子喷涂A料：A料经过送粉器送入火焰中熔化，由焰流加速得到高于150m/s，喷射到DLC涂层基层上形成抗腐蚀层；[0072]步骤3、等离子喷涂B料：B料经过送粉器送入火焰中熔化，由焰流加速得到高于150m/s，喷射到步骤2的抗腐蚀层上形成抗腐蚀层。[0073]等离子喷涂的喷嘴出口的温度为17000℉。[0074]焰流速度在喷嘴出口处为180m/s。[0075]实施例8
[0076]PTFE为40质量份，固体润滑剂为60质量份，陶瓷粉料为70质量份，硅酸盐类粉料为30质量份。
[0077]一种带有抗腐蚀和耐高温性能的DLC涂层的制备工艺，包括如下步骤：
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CN 112676128 A[0078]
说 明 书
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步骤1、搅拌混料：将40质量份的PTFE和60质量份的固体润滑剂按照比例混合搅拌
成A料备用，将70质量份的陶瓷粉料和30质量份的硅酸盐类粉料按照比例混合搅拌成B料备用；
[0079]步骤2、等离子喷涂A料：A料经过送粉器送入火焰中熔化，由焰流加速得到高于150m/s，喷射到DLC涂层基层上形成抗腐蚀层；[0080]步骤3、等离子喷涂B料：B料经过送粉器送入火焰中熔化，由焰流加速得到高于150m/s，喷射到步骤2的抗腐蚀层上形成抗腐蚀层。[0081]等离子喷涂的喷嘴出口的温度为20000℉。[0082]焰流速度在喷嘴出口处为180m/s。
[0083]对以上实施例1‑8的DLC涂层进行抗腐蚀和耐高温性能测试，结果如下：
[0084]
[0085]
剥落现象，并且能够承受1200℃从上表中可以看出，实施例1‑8的DLC涂层无开裂、多度的高温，相比较之下，传统的DLC涂层在使用后存在开裂、剥落现象，并且能够承受的温度也仅为650℃，因此，本发明的DLC涂层具有较好的抗腐蚀和耐高温性能。[0087]以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
[0086]
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说 明 书 附 图
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图1
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