本发明专利技术提供了一种空调压缩机零部件表面的强韧润滑复合薄膜及其制备方法。该复合薄膜是以空调压缩机零部件，如滑片、活塞、叶片、转子、曲轴、副轴承、缸体等为基体，在该基体表面依次镀覆Ni金属结合层或Ni-Co合金结合层、掺杂氮化硅、碳化硅、金刚石、三氧化二铝等微粉颗粒的金属镍基陶瓷复合硬化层、Cr/CrN过渡层和Cr-B掺杂的类金刚石表面润滑层而形成的。与现有技术相比，本发明专利技术的空调压缩零部件表面的复合薄膜集强韧、耐磨、减摩于一体，有效提高了压缩机零部件表面的耐冲击与润滑性能，延长了压缩机零部件的使用寿命，具有很好的应用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种空调压缩机零部件表面处理技术，具体涉及一种空调压缩机零部件表面的强韧与减摩润滑复合薄膜及其制备方法。
技术介绍
旋转式压缩机作为空调系统中的核心组成部件，其内部关键零部件常处于高温、高压和高速运转状态，而新型环保冷媒在压缩机系统中的运用及压缩机朝着更高效和更高负荷方向的发展进一步加剧了压缩机关键零部件材料的摩擦磨损。例如，公开的R410A家用空调滑片式压缩机可靠性考核试验就发现现役不锈钢滑片的先端和两侧面磨损加剧，导致压缩机效率显著降低。目前，国内R410A压缩机用滑片表面一般采用氮化方式进行表面处理，但其改善效果有限。为了提升压缩机关键零部件在边界润滑条件下的运行可靠性及减小磨合初期磨 损，日本及欧美压缩机企业将自润滑性能优异的类金刚石碳(DLC)涂层应用于压缩机零部件表面。然而，在压缩机高/低速、高/低温及高/轻载大幅度变工况下，这类DLC涂层依然存在内应力和脆性大、膜基界面结合差等问题，导致发生疲劳裂纹或剥落。汽车空调压缩机零部件通常采用轻量化设计来有效提高整机运行效率。然而，以铝质合金为代表的轻质合金取代压缩机铁质零部件仍面临严重摩擦磨损及腐蚀等问题，其中旋叶式铝合金叶片与滑槽及叶片顶部与缸体间的摩擦磨损严重影响着压缩机的可靠性和寿命。目前，国外采用复合电镀技术在高硅铝合金叶片表面构筑高性能镍基陶瓷复合镀层，从而赋予压缩机叶片良好的机械性能和优异的耐磨耐蚀性能。该技术的代表为日本“理研”公司的Ni-Co-P/Si3N4复合镀层技术，经过Ni-Co-P/Si3N4复合镀层处理的铝合金压缩机叶片，表面不仅硬度高、抗胶着，而且耐蚀和耐磨性能优良。然而，单纯的电镀金属基涂层依然存在摩擦系数较大的缺点，从而导致较大的压缩机摩擦功耗。尤其在贫油、冷启动和间歇运行等工况下以及磨合初期，直接沉积有金属陶瓷复合镀层或者金属氮化物镀层的压缩机摩擦副之间发生冷焊或咬死的几率很大，配副间严重的磨损致使其密封功能失效。因此，为了提高压缩机零部件运行的稳定性、可靠性，延长服役寿命和减小功耗，亟需在压缩机零部件表面发展强韧与润滑复合一体化处理技术，使其具有高承载强度、低摩擦系数和优异的抗磨损抗腐蚀性能。
技术实现思路
本专利技术的技术目的是针对现有空调压缩机零部件表面直接沉积DLC镀层时所出现的内应力高、附着力差、承载能力弱等缺点，以及直接沉积镍基陶瓷复合镀层时所出现的在贫油或无油工况下的高摩擦磨损等问题，提供一种空调压缩机零部件表面的具有新型结构的复合薄膜，该复合薄膜具有高韧性、低摩擦、耐磨损等优点，能够有效提高压缩机零部件表面的耐冲击与润滑性能，延长压缩机零部件的使用寿命。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案一种空调压缩机零部件表面的强韧润滑复合薄膜，该复合薄膜是以空调压缩机零部件为基体，在该基体表面依次镀覆Ni金属结合层或Ni-Co合金结合层、金属镍基陶瓷复合硬化层、Cr/CrN过渡层和Cr-B掺杂的类金刚石表面润滑层而形成的；所述的金属镍基陶瓷复合硬化层是掺杂陶瓷颗粒的金属镍薄膜层，其中陶瓷颗粒为氮化硅、碳化硅、金刚石、三氧化二铝等微粉中的一种或多种；所述的Cr/CrN过渡层由Cr过渡层、位于Cr过渡层表面的CrN过渡层组成。上述技术方案中所述的压缩机零部件包括但不限于滑片、活塞、叶片、转子、曲轴、副轴承、缸体等。所述的压缩机零部件的材质包括但不限于铝合金、铸铁、不锈钢等。所述的Ni金属结合层或Ni-Co合金结合层的厚度优选为2 3 ii m ;·所述的金属镍基陶瓷复合硬化层的厚度优选为1(T30 u m ；所述的Cr/CrN过渡层的厚度优选为0. f 2. 5 y m ;其中，所述的Cr过渡层的厚度优选为0. ro. 5 u m ;所述的CrN过渡层的厚度优选为0. f 2. Oum；所述的Cr-B掺杂的类金刚石表面润滑层的厚度优选为2 3 y m ;所述的金属镍基陶瓷复合硬化层中陶瓷颗粒的粒度优选为0. 7 20i!m，含量优选为10 30%。组成所述复合薄膜的各层膜的制备方法不限，包括但不限于采用现有的薄膜制备技术，例如气相沉积技术或者液相电镀技术等。作为一种实现方式，可以采用液相电镀技术制备Ni金属结合层或Ni-Co合金结合层，以及金属镍基陶瓷复合硬化层；可以采用多弧离子镀一磁控溅射复合沉积技术制备Cr-B掺杂的类金刚石表面润滑层。其中多弧离子镀一磁控溅射复合沉积技术是一种结合多弧离子镀技术与磁控溅射沉积技术于一体的气相真空镀膜技术。本专利技术还提供了一种制备上述空调压缩机零部件表面的强韧润滑复合薄膜的方法，该方法结合液相电镀技术与气相真空镀膜两种技术，具体包括如下步骤步骤I、基体表面清洗、除油；步骤2、电镀Ni结合层或Ni-Co合金结合层将步骤I处理后的基体通过阴极夹具放入盛有硫酸镍、硼酸及适量添加剂的电镀槽中，在基体表面电镀梯度Ni结合层；或者，将步骤I处理后的基体通过阴极夹具放入盛有硫酸镍、硫酸钴、硼酸及适量添加剂的电镀槽中，在基体表面电镀梯度Ni-Co结合层；步骤3、电镀金属镍基陶瓷复合硬化层将步骤2处理后的基体通过阴极夹具放入装有硫酸镍、硫酸钴，硼酸、陶瓷颗粒及适量添加剂的电镀液中，在Ni结合层或Ni-Co结合层表面电镀镍基陶瓷复合硬化层；步骤4、磁控派射技术沉积Cr/CrN过渡层将步骤3处理后的基体置于多弧离子镀一磁控溅射一体化装备的真空室中，抽真空后，磁控溅射开启，氩气氛中，以Cr为靶材，放电气压为0. I IPa，溅射中频电源功率为1000 1500W，基体上施加-20(T-800V的负偏压，在基体上沉积Cr过渡层；然后通入氮气，溅射功率维持不变，基体上的负偏压下调至-10(T-300V，放电气压维持不变，在Cr过渡层上沉积CrN过渡层；步骤5、多弧离子镀一磁控溅射复合沉积Cr-B掺杂的类金刚石表面润滑层开启多弧离子镀，工作气压为0. I IPa，多弧离子镀靶材为石墨靶材，离子镀弧流为100 150A，磁控溅射靶材为CrB2靶材，磁控溅射中频电源功率为1000 1500W，基体上施加_10(T-200V负偏压，在CrN过渡层表面沉积Cr-B掺杂类金刚石表面润滑层。作为优选，所述的步骤2中，电镀Ni结合层时，电镀液中硫酸镍的浓度为20(T300g/L、硼酸的浓度为35 45g/L，在广2分钟电镀时间内，调节阴极电流密度，冲击镀厚度为2 3 u m厚的梯度Ni结合层；作为优选，所述的步骤2中，电镀Ni-Co合金结合层时，电解液中硫酸镍的浓度为20(T300g/L、硫酸钴的浓度为2(T60g/L、硼酸的浓度为35 45g/L，在I 2分钟电镀时间内，调节阴极电流密度，冲击镀厚度为2 3 u m的梯度Ni-Co结合层；作为优选，所述的步骤3中，电镀液中硫酸镍的浓度为20(T300g/L、硫酸钴的浓度 为2(T60g/L，硼酸的浓度为35 45g/L、陶瓷颗粒的浓度为3(T60g/L，在25 50分钟的电镀时间内，调节阴极电流密度和机械搅拌速度，复合镀厚度为1(T30 u m的镍基陶瓷复合硬化层。对本专利技术提供的空调压缩机零部件表面的强韧润滑复合薄膜进行如下测试( I)结构和成分测试用JSM-5600LV型扫描电子显微镜(SEM)观察本专利技术压缩机零部件表面复合薄膜的表面微观形貌；用拉本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种空调压缩机零部件表面的强韧润滑复合薄膜，其特征是：所述的复合薄膜是以空调压缩机零部件为基体，在该基体表面依次镀覆Ni金属结合层或Ni？Co合金结合层、金属镍基陶瓷复合硬化层、Cr/CrN过渡层和Cr？B掺杂的类金刚石表面润滑层而形成的；所述的金属镍基陶瓷复合硬化层是掺杂陶瓷颗粒的金属镍薄膜层，其中陶瓷颗粒为氮化硅、碳化硅、金刚石、三氧化二铝微粉中的一种或多种；所述的Cr/CrN过渡层由Cr过渡层、位于Cr过渡层表面的CrN过渡层组成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王立平，蒲吉斌，万善宏，王永欣，薛群基，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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