本文介绍了采用 PVD 处理方法获得的 DLC 涂层，针对 DLC 涂层应用于活塞环，提高活塞环耐磨、减摩性能做了重点介绍，并叙述了该领域的发展现状及趋势。活塞环PVD 处理方法 DLC 涂层耐磨、减摩、摩擦功耗自1860 年法国人勒努瓦 (Lenoir，Jean Joseph Etienne) 首次在内燃机中采用了弹力活塞环，经过一百多年的发展，内燃机活塞环的结构、尺寸设计日趋系列化、标准化，目前改进的重点主要集中在材料和表面处理，特别是表面处理技术的突破会是以后活寒环技术发展的前沿。本文重点介绍一种近几年来活塞环领域内广泛关注的表面处理涂层一-类金刚石涂层(DLC)。

什么是PVD处理技术？

PVD是为物理气沉积，它本是镀膜行业一种常用的镀膜处理方法。物理气相沉积法 (PVD) 又可分为真空镀，真空射和离子镀等等，在活寒环 DLC 涂层上采用的溅射+离子源技术是把工件经清洗烘干等前处理后放进封闭的胶室内通过抽真空、然发，电离或溅射等过程，最终在工件表面形成金属化合物过渡层和掺杂 DLC 涂层。

金属离子来源于靶材，PVD处理时根不同的金属靶材和反应气休，会生成不同种类的涂层，如: TIN(金黄色)、ZrN(青黄色)、CrN(银灰色)、DLC(黑色)等等。PVD 是一种镀方法，而不是镀层种类。

PVD 是一种镀膜的处理方法。而DLC 涂层就是一种采用 PVD处理方法获得的涂层。DIC 是类金刚石涂层，兼具了金刚石和石的特性，由于含有金刚石成分，涂层硬度高，是普通镀硬铬环或氮化环硬度的 2~3 倍，具有更高的耐磨损性能,同时由于含有石墨成分，其摩擦系数极低(0.2 以下)，降低了环对缸套的攻击性，在恶劣润滑条件下提高了环的抗拉缸性能，同时对解决活塞环早期异常磨损效果显著。同为 PVD 处理方式获得，DLC 涂层与 CrN 硬质涂层比较，其最为突出的优点是大大降低了活塞环摩擦功耗。在发动机设计时，为了改善发动机的燃油耗，应尽可能地将燃烧能量无损地作为驱动力加以有效利用。减少发动机滑动部件摩擦可直接降低这种能量的损失，它直接关系到发动机燃油耗的改善。资料显示活塞/活塞环部分的摩擦随着发动机转速的升高而增加，在发动机总摩擦损失中占 40~50%，而DLC 涂层活塞环可有效降低摩擦功耗。

DLC 涂层应用于活塞环，选择不同的金属和金属氮化物、碳化物作为过渡层，DLC 层掺杂金属合金。这些工作都不同程度的改进了 DLC 涂层的力学、摩擦磨损以及各种物理化学性能，从而解决了 DLC 涂层应用于活塞环的一些技术瓶颈。目前在活塞环上主要是采用先将活塞环进行气体氮化或离子氮化,然后再与 DLC 涂层结合的复合处理方式，由于氮化后的活塞环基体表面有较深的硬化层,具有一定的硬度、耐磨性和残余压应力,构成了DLC 涂层理想支承体,其承载能力远远超过未氮化基材，涂层的附着性能都大为提高。同时由于进行了全表面的氮化处理，进而提高了活塞环的整体耐磨性。