本文介紹了采用 PVD 處理方法獲得的 DLC 涂層，針對 DLC 涂層應用于活塞環，提高活塞環耐磨、減摩性能做了重點介紹，并敘述了該領域的發展現狀及趨勢。活塞環PVD 處理方法 DLC 涂層耐磨、減摩、摩擦功耗自1860 年法國人勒努瓦 (Lenoir，Jean Joseph Etienne) 首次在內燃機中采用了彈力活塞環，經過一百多年的發展，內燃機活塞環的結構、尺寸設計日趨系列化、標準化，目前改進的重點主要集中在材料和表面處理，特別是表面處理技術的突破會是以后活寒環技術發展的前沿。本文重點介紹一種近幾年來活塞環領域內廣泛關注的表面處理涂層一-類金剛石涂層(DLC)。

什么是PVD處理技術？

PVD是為物理氣沉積，它本是鍍膜行業一種常用的鍍膜處理方法。物理氣相沉積法 (PVD) 又可分為真空鍍，真空射和離子鍍等等，在活寒環 DLC 涂層上采用的濺射+離子源技術是把工件經清洗烘干等前處理后放進封閉的膠室內通過抽真空、然發，電離或濺射等過程，最終在工件表面形成金屬化合物過渡層和摻雜 DLC 涂層。

金屬離子來源于靶材，PVD處理時根不同的金屬靶材和反應氣休，會生成不同種類的涂層，如: TIN(金黃色)、ZrN(青黃色)、CrN(銀灰色)、DLC(黑色)等等。PVD 是一種鍍方法，而不是鍍層種類。

PVD 是一種鍍膜的處理方法。而DLC 涂層就是一種采用 PVD處理方法獲得的涂層。DIC 是類金剛石涂層，兼具了金剛石和石的特性，由于含有金剛石成分，涂層硬度高，是普通鍍硬鉻環或氮化環硬度的 2~3 倍，具有更高的耐磨損性能,同時由于含有石墨成分，其摩擦系數極低(0.2 以下)，降低了環對缸套的攻擊性，在惡劣潤滑條件下提高了環的抗拉缸性能，同時對解決活塞環早期異常磨損效果顯著。同為 PVD 處理方式獲得，DLC 涂層與 CrN 硬質涂層比較，其最為突出的優點是大大降低了活塞環摩擦功耗。在發動機設計時，為了改善發動機的燃油耗，應盡可能地將燃燒能量無損地作為驅動力加以有效利用。減少發動機滑動部件摩擦可直接降低這種能量的損失，它直接關系到發動機燃油耗的改善。資料顯示活塞/活塞環部分的摩擦隨著發動機轉速的升高而增加，在發動機總摩擦損失中占 40~50%，而DLC 涂層活塞環可有效降低摩擦功耗。

DLC 涂層應用于活塞環，選擇不同的金屬和金屬氮化物、碳化物作為過渡層，DLC 層摻雜金屬合金。這些工作都不同程度的改進了 DLC 涂層的力學、摩擦磨損以及各種物理化學性能，從而解決了 DLC 涂層應用于活塞環的一些技術瓶頸。目前在活塞環上主要是采用先將活塞環進行氣體氮化或離子氮化,然后再與 DLC 涂層結合的復合處理方式，由于氮化后的活塞環基體表面有較深的硬化層,具有一定的硬度、耐磨性和殘余壓應力,構成了DLC 涂層理想支承體,其承載能力遠遠超過未氮化基材，涂層的附著性能都大為提高。同時由于進行了全表面的氮化處理，進而提高了活塞環的整體耐磨性。