机械部件以及在其上形成涂层的方法
专利汇可以提供机械部件以及在其上形成涂层的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且在互相机械连接、相对转动或滑动 接触 的机械部件中，用化学 镀 Ni-P或 化学镀 Ni-B在至少一个机械部件的接触表面上形成一底层。并且，使用 物理气相沉积 或等离子 化学气相沉积 在该底层上形成陶瓷涂层。，下面是机械部件以及在其上形成涂层的方法专利的具体信息内容。
1、一种互相机械连接、相对转动或互相滑动接触的机械部件，其特征在于，它包括：
使用化学镀镍工艺在至少一个所述机械部件的接触表面上形成的底层；以及
在所述底层上形成的陶瓷涂层。
2、如权利要求1所述的机械部件，其中，所述底层用化学镀Ni-P形成。
3、如权利要求1所述的机械部件，其中，所述底层用化学镀Ni-B形成。
4、如权利要求1所述的机械部件，其中，在600℃或以下、最好是400℃左右的温度对所述底层进行热处理。
5、一种在相互机械连接、相对转动或相互滑动接触的机械部件上形成涂层的方法，其特征在于，它包括下述步骤：
用化学镀镍工艺在所述机械部件的接触表面上形成底层;以及在600℃或以下、最好是400℃左右温度下使用气相沉积工艺在所述底层上形成陶瓷涂层。
6、如权利要求5所述的在机械部件上形成涂层的方法，其中，形成所述底层的所述化学镀镍工艺是化学镀Ni-P工艺。
7、如权利要求5所述的在机械部件上形成涂层的方法，其中，形成所述底层的所述化学镀镍工艺是化学镀Ni-B工艺。
8、如权利要求5所述的在机械部件上形成涂层的方法，其中，形成所述陶瓷涂层的所述气相沉积工艺为物理气相沉积工艺。
9、如权利要求5所述的在机械部件上形成涂层的方法，其中，形成所述陶瓷涂层的所述气相沉积工艺为等离子化学气相沉积工艺。
本发明涉及诸如真空断路器的操纵机构等电器的机械部件，这些部件相互机械连接、相对转动或相互滑动接触;本发明同时涉及一种在这些机械部件的接触面上形成陶瓷涂层的方法。
举例来说，真空断路器的操纵机构由诸如杠杆、卡爪、销钉、滚轮和棒之类的不同部件构成。在连接部位，各部件相互接触、相对转动或相互滑动接触。因此要在这些部位加注润滑剂，以便提高部件的耐磨性。但是，这一方法需要进行加润滑剂之类的保养工作。因此有人提出一种工艺，即在这些部位涂上一层具有优良耐磨性能的材料涂层（陶瓷涂层），例如TiC、TiN或TiCN，从而不需进行保养就能长期确保工作可靠性（例如，公开号Hei.3-8232的未经审查的日本专利）。但是，这类涂层（陶瓷涂层）的抗腐蚀性稍差。例如，当经上述处理的机械部件接受盐雾试验时，几个小时后，整个表面上就出现锈斑。据认为，这一现象是由于涂层中存在小孔或微小裂缝所致。为防止此类现象发生，有人提出一种工艺，即用镍或铬在机械部件的待涂层部位先镀上一层镀层而形成底层，然后在底层上再形成上述涂层（例如，公开号为Hei.4-73833的未经审查的日本专利）。
但在依上述方法制成的机械部件中，底层是由通常的镍或铬的 镀层构成。举例说，在为镍镀层的情况下，硬度就会低到约为Hv200。这就产生了下述问题，经长期使用，底层在表面压力高的接触部位会出现裂缝，在长期使用过程中，水就能经这些底层中的裂缝而渗入，从而形成锈斑。
本发明的目的是提供这样的机械部件，即使它们用在这种高表面压力接触区，底层也不会出现裂缝从而不生锈，因此确保机械部件的长期使用;同时提供一种在这类机械部件的接触表面上形成陶瓷涂层的方法。
按照本发明，上述目的通过这样的机械部件达成，它们相互机械连接、相对转动或相互滑动接触，其中，在至少一个机械部件的接触表面上采用化学镀镍工艺形成底层并在该底层上形成陶瓷涂层。作为底层，最好使用化学镀Ni-P或化学镀Ni-B来形成底层。此时，可用600℃或更低、最好是400℃或更低的温度对底层作热处理。在一种在这类机械部件接触面上形成陶瓷涂层的方法中，首先使用化学镀Ni-P或化学镀Ni-B在机械部件接触表面上形成底层，然后在600℃或更低、最好是约400℃或更低的热处理条件下使用物理气相沉积工艺或等离子化学气相沉积工艺在该底层上形成陶瓷涂层。
按照本发明，先在至少一个机械部件的接触表面上使用化学镀Ni-P或化学镀Ni-B形成底层，然后在该底层上形成陶瓷涂层。用通常镀镍形成的镀层的硬度约为Hv200。对照之下，用化学镀镍形成的镀层的硬度要高得多。例如，用镀Ni-P形成的镀层的硬度约为Hv400到500，用镀Ni-B形成的镀层的硬度约为Hv700。因此，化学镀镍提高了机械部件接触区的硬度，故即使这些机械部件用于长期承受高表面压力的接触区，这些机械部件也显示出令人满意的耐用性。 而且，当在600℃或更低的热处理条件下使用物理气相沉积工艺或等离子化学气相沉积工艺在如此形成的底层上形成陶瓷涂层时，接触区表面硬度可提高到HV900到1200。因此，本发明机械部件具有非常优良的耐磨性和防锈性。
图1为本发明一应用实例的真空断路器操纵机构的侧视图;
图2为图1主要部分的放大视图;
图3为应用本发明的机械部件的主要部分的放大视图。
下面用一实施例说明本发明，在该实施例中，本发明应用于真空断路器的操纵机构。图1为这样一个真空断路器操纵机构的侧视图。图1中，真空阀1通过绝缘棒12、杠杆10和接触弹簧9与滚轮8的轴连接。滚轮8可转动地装到锁杆7上，滚轮13可转动地装在锁杆7的顶端处。真空断路器在图示闭合状态时，滚轮13与卡爪14啮合。放大图图2表示出操纵机构的主要部分，此时，操纵机机状态为闭合电磁铁通电而移动棒5，从而抬起滚轮8。这一抬起动作使得开/闭轴6顺时针方向转动，因而真空阀中的可动触点通过接触弹簧9、杠杆10和绝缘棒12被下推，从而在可动触点与固定触点之间形成闭合回路。同时，卡爪14重新与滚轮啮合，以维持真空断路器的打开状态。
如上所述，真空断路器的操纵机构包括相对转动或相互滑动接触的机械部件。尤其是，滚轮13和卡爪14互相啮合以便维持真空断路器的打开或闭合状态，而这些部件受到接触弹簧的力，使得这些部件承受很大的载荷。如果把本发明应用于这类承受大载荷的部位，就能使操纵机构长期可靠地工作。
图3表示出本发明应用于这类机械部件的实施例。使用化学镀 Ni-B或化学镀Ni-P工艺在滚轮、卡爪之类的机械部件20上形成底层21。在该底层上形成诸如TiC、TiN或TiCN等的陶瓷涂层22。当用化学镀Ni-B在机械部件上形成底层的情况下，底层的硬度约为Hv700。底层经600℃、最好约400℃的热处理后，硬度可提高到Hv900左右。若用化学镀Ni-P形成底层，底层的硬度约为Hv400到500，经热处理后可提高到Hv600到700。热处理能提高硬度的原因据认为是，热处理使得在化学镀结束的状态下溶解在Ni中的B或P与Ni化合而生成化合物。当温度增加到600℃或更高时，化合物的生成增加，结果硬度反而下降。因此，热处理的温度最好设定在600℃或更低，特别是在400℃左右。
此外，物理气相沉积（PVD）工艺或等离子化学气相沉积（P-CVD）工艺最适合于形成TiC、TiN或TiCN之类的陶瓷涂层。这是因为沉积工艺可在600℃或更低温度进行，因此在形成陶瓷涂层的同时就进行了底层的热处理，从而提高底层的硬度。
上面说明了本发明应用于真空断路器操纵机构的实施例。但是，本发明当然不限于这类机械部件，它也可应用于上述机械部件有类似问题的机械部件。
虽然通常的镀镍形成的镀层的硬度约为Hv200，而按照本发明使用化学镀Ni-P或化学镀Ni-B形成的底层的硬度要高得多。例如，镀Ni-P形成的镀层的硬度约为Hv400到500;镀Ni-B形成的镀层的硬度约为Hv700。当如此形成的底层经过600℃以下、最好是400℃左右的热处理时，举例来说，硬度可提高到约Hv600～700或900，因此机械部件即使用在长期承受高表面压力的接触区也可获得令人满意的耐用性。因此，所获得的机械部件的底层不会形成裂缝从而 防止了相应部位生锈。
特别地，在600℃或以下、最好约400℃以下的热处理条件下，用物理气相沉积工艺或等离子化学气相沉积工艺在底层上形成陶瓷涂层的情况下，底层的热处理可以与陶瓷涂层的形成同时进行，从而提高了效率。
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