CN207331066U - 一种海洋气氛下的折叠装置 - Google Patents

Abstract

一种海洋气氛下的折叠装置，所述折叠装置包括互相连接的本体部和螺纹连接部，所述折叠装置通过所述螺纹连接部与一设备连接，所述螺纹连接部表面沉积有耐磨耐蚀薄膜层，所述耐磨耐蚀薄膜层包括自下而上依次层叠的金属粘结层、金属间化合物过渡层和类金刚石工作层。

Description

一种海洋气氛下的折叠装置

技术领域

本实用新型涉及一种折叠装置，特别是一种在海洋气氛下具有螺纹表面耐磨耐蚀复合类金刚石薄膜的折叠装置。

背景技术

海洋气氛中空气含有水蒸气、氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫以及悬浮于其中的氯化盐、硫酸盐等。它比普通大气环境湿度大、盐分高及干湿循环的明显特点。海洋气氛湿度大，水蒸气凝结、吸附在金属表面，并且盐分和CO₂、SO₂溶解在水膜表面，行程了导电能力很强的电解液。金属在电解液中由于其不同元素的电机点位不同，形成了原电池，金属很快被腐蚀。

折叠装置在海洋气氛下使用，折叠装置通过螺纹与设备连接，虽然采用高强不锈钢材料，但在使用过程中螺纹位置出现微动磨损，磨损后的螺纹表面露出金属基体，在海洋气氛下快速腐蚀，氧化层很快又被磨损掉，海洋气氛加快了磨损速度，致使折叠装置使用3-5次后，螺纹连接部分就出现咬死现象，为设备的安全带来了很大的风险和隐患。因此，要保证折叠装置在高温高湿的海洋气氛下安全、可靠的状态，对折叠装置材料及处理技术提出了很高的要求。

类金刚石(DLC)薄膜由于具有高的硬度、优异的减摩抗磨性能、低介电常数以及优异的化学惰性，能够有效的减少磨损，提高材料表面抗氧化性能。作为耐磨、润滑、耐腐蚀薄膜，在航空航天、海洋环境等领域得到了广泛的应用。但是，单层DLC薄膜内应力很大，承载能力较差，且与基体匹配不足，制约了DLC薄膜的应用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种海洋气氛下的具有金属螺纹表面耐磨耐蚀薄膜的折叠装置，以解决海洋气氛下折叠装置的螺纹咬死的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种海洋气氛下的折叠装置，所述折叠装置包括互相连接的本体部和螺纹连接部，所述折叠装置通过所述螺纹连接部与一设备连接，其中，所述螺纹连接部表面沉积有耐磨耐蚀薄膜层，所述耐磨耐蚀薄膜层包括自下而上依次层叠的金属粘结层、金属间化合物过渡层和类金刚石工作层。

上述的折叠装置，其中，所述复合功能DLC薄膜耐磨耐蚀薄膜层的表面显微硬度大于1000HV_0.05，所述耐磨耐蚀薄膜层的表面摩擦系数小于0.2。

上述的折叠装置，其中，所述耐磨耐蚀薄膜层的厚度为3-5μm。

上述的折叠装置，其中，所述金属粘结层为Cr材料层，所述金属粘结层的厚度为0.5-1μm。

上述的折叠装置，其中，所述金属间化合物过渡层为CrN材料层，所述金属间化合物过渡层的厚度为1-1.5μm。

上述的折叠装置，其中，所述类金刚石工作层为W掺杂的类金刚石材料层，所述类金刚石工作层的厚度为1.5-2.5μm。

本实用新型的有益功能在于：

在折叠装置的螺纹表面沉积复合功能DLC薄膜，使材料表面硬度大幅提高，在螺纹位置起到了耐磨作用。复合功能薄膜采用金属粘结层+金属间化合物过渡层+DLC薄膜工作层的复合功能，各层之间功能性能过渡，以实现复合DLC薄膜优异的耐磨、耐蚀性能。复合功能DLC薄膜致密均匀，隔离接触面，提高了螺纹位置的耐蚀性，在海洋气氛、复杂工况下，避免螺纹出现腐蚀咬死。复合功能DLC薄膜厚度仅为3-5μm，沉积在折叠装置的螺纹连接处，不影响螺纹配合尺寸，无需后加工。经验证，没有沉积本实用新型复合功能DLC薄膜的折叠装置，使用3-5次后即有出现螺纹咬死的风险，沉积薄膜后，折叠装置可正常使用1500次以上。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的折叠装置示意图；

图2为本实用新型一实施例的耐磨耐蚀薄膜层结构示意图。

其中，附图标记

1 本体部

2 螺纹连接部

3 耐磨耐蚀薄膜层

4 金属粘结层

5 金属间化合物过渡层

6 类金刚石工作层

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

参见图1和图2，图1为本实用新型一实施例的折叠装置示意图，图2为本实用新型一实施例的耐磨耐蚀薄膜层结构示意图。本实施例的海洋气氛下的折叠装置，包括互相连接的本体部1和螺纹连接部2，所述折叠装置通过所述螺纹连接部2与一设备连接，所述螺纹连接部2表面沉积有耐磨耐蚀薄膜层3，所述耐磨耐蚀薄膜层3包括自下而上依次层叠的金属粘结层4、金属间化合物过渡层5和类金刚石工作层6。

本实施例中，所述耐磨耐蚀薄膜层3的表面显微硬度大于1000HV_0.05，所述耐磨耐蚀薄膜层3的表面摩擦系数小于0.2。所述耐磨耐蚀薄膜层3的厚度优选为3-5μm。所述金属粘结层4优选为Cr材料层，所述金属粘结层4的厚度优选为0.5-1μm。所述金属间化合物过渡层5优选为CrN材料层，所述金属间化合物过渡层5的厚度优选为1-1.5μm。所述类金刚石工作层6优选为W掺杂的类金刚石材料层，所述类金刚石工作层6的厚度优选为1.5-2.5μm。

其中，该耐磨耐蚀薄膜层3为复合功能DLC薄膜，采用磁控溅射法沉积Cr金属粘结层、CrN金属间化合物过渡层和W-DLC工作层，厚度分别优选为0.5-1μm、1-1.5μm和1.5-2.5μm。

Cr金属粘结层由高纯度铬靶材提供铬源，在氩气环境下沉积。CrN金属间化合物过渡层由高纯度铬靶材提供铬源，在氮气环境下沉积。W-DLC工作层由高纯度钨靶材提供钨源，在甲烷环境下沉积。

上述复合功能DLC薄膜沉积方法具体包括以下步骤：

a)将折叠装置放入有机溶剂中进行超声波清洗，去除其表面油污；

b)将折叠装置放入100℃的保温烘箱，保温处理15分钟，使其表面干燥；

c)使用特定的工装将折叠装置固定在镀膜机转架上，镀膜设备抽真空；

d)待真空室压力低于5X10^-3Pa，开启转架旋转，通入氩气100sccm，开启基体偏压-500～-800V，开启离子源，功率1-2KW，对折叠装置进行阳极离子清洗30-60min；

e)通入氩气40-50sccm，真空度0.2-0.4Pa，基体偏压-120V，开启磁控溅射直流Cr靶，溅射功率5KW，沉积时间15min；

f)通入氮气50-80sccm，真空度0.3-0.4Pa，基体偏压-100V，溅射功率5KW，沉积时间1.5h；

g)通入甲烷50-120sccm，真空度0.3-0.5Pa，基体偏压-100V～-60V，关闭磁控溅射直流Cr靶，开启磁控溅射直流W靶，溅射功率2KW，沉积时间4h；

h)镀膜程序完成后，关闭磁控溅射直流W靶，关闭气路、基体偏压。待工件温度降至室温后取出折叠装置，耐磨耐蚀薄膜层3结构如图2所示。

本实用新型针对折叠装置在海洋气氛下出现的电化学腐蚀和微动磨损影响，螺纹咬死现象的问题，于应用在海洋气氛下的折叠装置金属螺纹处沉积了一层耐磨、耐腐蚀复合功能DLC薄膜，复合薄膜采用金属粘结层4+金属间化合物过渡层5+DLC工作层6的结构，各层之间性能过渡，薄膜表面显微硬度大于1000HV_0.05，既保证了DLC薄膜的硬度、厚度、耐蚀性等性能，又与折叠装置高强度不锈钢基体拥有良好的结合能力。既保证了折叠装置不锈钢基体与薄膜之间结合优异，又使折叠装置表面硬度大幅提高，同时有效降低了摩擦系数，在螺纹位置起到了耐磨、耐蚀的作用，折叠装置可正常使用1500次以上。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种海洋气氛下的折叠装置，所述折叠装置包括互相连接的本体部和螺纹连接部，所述折叠装置通过所述螺纹连接部与一设备连接，其特征在于，所述螺纹连接部表面沉积有耐磨耐蚀薄膜层，所述耐磨耐蚀薄膜层包括自下而上依次层叠的金属粘结层、金属间化合物过渡层和类金刚石工作层。

2.如权利要求1所述的折叠装置，其特征在于，所述耐磨耐蚀薄膜层的表面显微硬度大于1000HV_0.05，所述耐磨耐蚀薄膜层的表面摩擦系数小于0.2。

3.如权利要求1或2所述的折叠装置，其特征在于，所述耐磨耐蚀薄膜层的厚度为3-5μm。

4.如权利要求1或2所述的折叠装置，其特征在于，所述金属粘结层为Cr材料层，所述金属粘结层的厚度为0.5-1μm。

5.如权利要求3所述的折叠装置，其特征在于，所述金属粘结层为Cr材料层，所述金属粘结层的厚度为0.5-1μm。

6.如权利要求1或2所述的折叠装置，其特征在于，所述金属间化合物过渡层为CrN材料层，所述金属间化合物过渡层的厚度为1-1.5μm。

7.如权利要求3所述的折叠装置，其特征在于，所述金属间化合物过渡层为CrN材料层，所述金属间化合物过渡层的厚度为1-1.5μm。

8.如权利要求5所述的折叠装置，其特征在于，所述金属间化合物过渡层为CrN材料层，所述金属间化合物过渡层的厚度为1-1.5μm。

9.如权利要求1或2所述的折叠装置，其特征在于，所述类金刚石工作层为W掺杂的类金刚石材料层，所述类金刚石工作层的厚度为1.5-2.5μm。

10.如权利要求3所述的折叠装置，其特征在于，所述类金刚石工作层为W掺杂的类金刚石材料层，所述类金刚石工作层的厚度为1.5-2.5μm。