MXPA05006402A - Componente de valvula con multiples capas superficiales. - Google Patents

Componente de valvula con multiples capas superficiales.

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Abstract

Un componente deslizante, particularmente una placa de valvula de disco. El componente deslizante incluye una estructura superficial de multiples capas que comprende una capa de refuerzo mas dura que el material de substrato, y una capa superior de diamante amorfo.

Description

COMPONENTE DE VÁLVULA CON MULTIPLES CAPAS SUPERFICIALES CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona generalmente con revestimientos superficiales de múltiples capas para uso con artículos de fabricación y productos que requieren baja fricción bajo desgaste,. y superficies exteriores protectoras, Más particularmente, la invención se relaciona con artículos que tienen componentes mutuamente desligantes tales como componentes, de i?álvula para válvulas mezcladoras de agua, que tienen capas protectoras superficiales que comprenden una capa de refuerzo y un revestimiento de diamante amorfo externa ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En ciertas aplicaciones, tales como por ejemplo, placas de válvula para válvulas de control de fluido,-existe la necesidad de que las superficies mutuamente deslizantes sean resistentes al desgaste, los elementos de un tipo de válvula de control para meaclar corrientes de agua caliente y fría comprenden típicamente un disco estacionario y un disco deslizante movible,, aún cuando los elementos de placa pueden ser de cualquier forma o geometría teniendo una superficie de sello? incluyendo, v.gr., superficies planas, esféricas y cilindricas. El término "disco" en la. presente, por lo tanto, se refiere a placas de válvula de cualquier forma .y geometría que tienen superficies coincidentes que se acoplan y deslizan una contra otra para formar un sello hermético al fluido. El disco estacionarlo típicamente tiene una entrada de agua caliente7 una entrada de agua fríar y una salida de descarga de agua mezclada,, mientras que el disco movible contiene particularidades similares y una cámara mezcladora. Se debe entender que la cámara mezcladora no necesita estar en el disco pero podria partir de una estructura adyacente ÷ El disco movible traslapa el disco estacionario y se puede deslizar y/o girar en el disco estacionario de manera que el agua mezclada a una temperatura deseada y régimen de flujo se obtenga en la cámara mezcladora regulando el régimen de flujo y proporciones de agua caliente y agua fría admitidas de la entrada de agua caliente y la entrada de agua fria y descargada a través de la salida de descarga de agua mezclada , Las superficies de sello coincidentes de discos se deben fabrican con precisión suficiente para permitir que las dos superficies de sello coincidan juntas y formen un sello hermético al fluido (es decir, deben estar suficientemente conformadas y suaves para impedir que el fluido pase entre las superficies de sello) , El grado de piano (para una forma de placa plana), o conformidad {para superficies no planas) y unifonrtidad requeridos depende algo de la construcción de válvula y fluidos involucrados, y son generalmente bien conocidos en la industria, Otros tipos de válvulas de disco, mientras que todavía usan superficies de sello coincideates ea contacto deslizante entre síT pueden controlar solamente una corriente de fluido o pueden proporcionar mezclado por medio de una estructura diferente o configuración, de portillo El disco estacionario,- por ejemplo? puede ser una parte integral del cuerpo de válvula. La experiencia previa con este tipo de válvula de control lia demostrado que existe ixn problema de desgaste de las superficies coincidentes de los discos debido al hecho de que las discos estacionarios y movibles están en contacto y se deslizan uno contra otro (ver por ejemplo Patentes de E.U.A. Nos. 4?935,313 y 4,966,789). ? fin de reducir al mínimo el problema de desgaste* estos discos de válvula se hacen usualmente de una cerámica sinterizada tal como alúmina {óxido de aluminio) . Mientras que los discos de alúmina tienen buena resistencia al desgast F tienen características fricciónales indeseables en que la fuerza de operación aumenta, y tienden a hacerse '"pegajosos después de que la grasa lubricante o iginalmente aplicada a los discos se desgasta y elimina. La resistencia a la raspadura y abrasión de placas de alúmina a partículas grandes y pequeñas (respectivamente) en la corriente de agua es buena; sin embargo, todavía son susceptibles a daño de las corrientes de agua contaminadas que contienen partlCulaS ablaSÍ'vaS tales COJnO 3 €?3? Í3 IUSJOIQ 3 ste respecto serla benéfica. ikilcloaalmente, la naturaleza porosa de loe discos de cerámica sinterizada los hace ropensos 3 " Süj¾CZOü' ura te eXiOdOS olo gados de O uso, debido a los minerales disueltos en el suministro de agua que se precipitan y cristalizan entre poros coincidentes en las superficies coincidentes. TJn objetivo de la- presente invención es proporcionar discos que tienen desgaste reducidor resistencia mejorada al rayado y abrasión y características fricciónales reducidas. Otro objetivo es proporcionar discos de válvula no porosos o de porosidad reducida que reducen el número de ubicaciones en donde cristales precipitados se pueden formar entre las superficies coincidentes . Las cerámicas sinterizadas- en particular,, son relativamente difíciles y costosas (debido a su dureza) de moler y pulir a un grado de co-conforraldad. y trniformidad adecuado para sellado. Seria ventajoso usar un material para los discos, tal como metal, que es menos costoso, más fácil de rectificar y pulir y que no es poroso. Sin embargo, la resistencia al desgaste y comportamiento friccional de discos metálicos desnudos generalmente no es aceptable para aplicaciones de sello deslizante. Un objetivo adicional de la presente invención es proporcionar discos hechos de metal un material de base que tiene resistencia mejorada al desgaste, rayado y abrasión y características fricciónales mejoradas en comparación con los discos de cerámica no revestidos. Se describe en el ramo anterior (v.gr., E.U.A. 5,707,-384- y E.U.A. 4,734,333, que se incorporan en la presente por referencia) que revestimientos de diamante policristalino depositado mediante deposición de vapor químico (CVD) a temperaturas de substrato de alrededor de 8Q0-1000°C se pueden usar en combinación con capas de adhesión de diversos materiales a fin de proporcionar componentes resistentes al rayado y desgaste. Las películas de diamante policristalino, sin embargo, se sabe que tienen superficies ásperas debido a las facetas de cristal de los granos de diamante individuales, como es aparente en las fotografías de las Figuras 2 y 3 en la patente ,384. Se sabe en el ramo pulir dichas superficies a fin de reducir al mínimo el coeficiente de fricción en aplicaciones deslizantes, o aún depositar el diamante policristalino sobre un substrato uniforme y luego remover la película del substrato y usar el lado uniforme de la película (que estaba previamente contra el substrato) en lugar de la superficie original como la superficie de apoyo. La presente invención supera los problemas del ramo anterior proporcionando un número de particularidades ventajosasr incluyendo sin limitación proporcionar una superficie uniforme y muy dura para aplicaciones de deslizamiento, mientras que se evita procesamiento posterior difícil y costoso de una capa de superficie de diamante policristaliño. La metodología también emplea ventajosamente materiales de substrato (tales como, metales apropiados, vidrios, y materiales compuestos y orgánicos) que no se pueden procesar a las temperaturas elevadas para deposición de CVD de diamante policristaliño. También se describe en el ramo anterior (v.gr., E.ü.A. 6,165,616, que se incorpora en la presente por referencia) que capas de interfaz hechas especialmente se pueden emplear para liberar el esfuerzo inducido "térmicamente en una capa de diamante policristalino. Estos esfuerzos térmicamente inducidos se presentan durante el enfriamiento del substrato después de deposición de revestimiento a temperaturas relativamente elevadas, y se deben a la diferencia en coeficiente de expansión térmica entre el substrato y el revestimiento de diamante. Se especifican cálculos de ingeniería más bien complicados en "'¦olS para predeterminar la composición de capa de interfaz y espesor deseados» El espesor de capa de interfaz descrito en ^616 para reducir al mínimo el esfuerzo térmicamente inducido en la capa de diamante son del orden de 20 a 25 micrones de conformidad con las Figuras 1 a 3.
Estas capas de interfaz gruesas son costosas de depositar, debido al tiempo necesario para depositarlas y el costo elevado del equipo requerido. La presente invención también incluye venta osamente, sin limitación, reducir al mínimo el costo de revestimiento pero que todavía alcanza los resultados deseados empleando capas de interfaz mucho más delgadas que aquellas enseñadas por ^616, y evitar crear los esfuerzos térmicamente inducidos que necesitan estos cálculos de ingeniería complicados depositando una capa superficial dura a una temperatura relativamente baja comparada con el ramo anterior, tal como la patente *616. Se describe además en el ramo anterior [v.gr., E.U.A. 4, 935, 313 y E.U.A. 4,966,789, que se incorporan en la presente por referencia) que carbono de látice cristalográfico cúbico (diamante policristalino) y otros materiales duros se pueden usar como revestimientos superficiales en discos de válvula, y que pares de discos de válvulas mutuamente deslizantes que difieren entre sí en cualquier composición superficial o acabado superficial son preferibles a aquellas son las mismas en estas características,. con respecto a reducir al mínimo la fricción entre las placas. La presente invención proporciona superficies de disco de válvula coincidentes que tienen un coeficiente de fricción inferior que los materiales descritos en aplicaciones superficiales lubricadas con agua o humedecidas con fluido tales como válvulas de agua, y permiten procesamiento idéntico de ambas superficies coincidentes a fin de evitar la necesidad de comprar y operar diferentes tipos de equipo de procesamiento. La presente invención proporciona además, sin limitación, superficies de disco de válvula coincidente que tienen un coeficiente de fricción inferior a los materiales descritos en aplicaciones superficiales lubricadas con agua o humedecidas con fluido tales como válvulas de agua. Además, ambas superficies deslizantes coincididas de los discos pueden ser duras y tener una resistencia a la abrasión a corrientes de agua contaminada y permitir procesamiento idéntico a ambas superficies coincidentes a fin de evitar la necesidad de comprar y operar diferentes tipos de equipo de procesamiento. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La presente invención está dirigida a un componente que tiene una superficie resistente al desgaste, resistencia al rayador resistente a la abrasión y baja fricción. Más particularmente, está dirigida a componentes que tienen una estructura de múltiples capas que comprende una capa de refuerzo delgada que tiene dureza superior que el material de substrato, y una capa de diamante amorfo delgada resistente al delgado y reductora de fricción depositada sobre la capa de refuerzo. La capa de diamante amorfo proporciona una superficie de sello de baja fricción, resistente al desgaste y abrasión con -ventajas particular en aplicaciones lubricadas con agua o humedecidas con fluido. La incorporación de una capa de refuerzo para soportar la capa de diamante amorfo superior, proporciona mejor resistencia al rayado y abrasión que una capa de diamante amorfo sola, y permite que se use una capa de diamante amorfa más delgada. La capa de refuerzo es particularmente útil para evitar problemas con partículas grandes atrapadas entre las superficies coincidentes, que pueden romper a través de revestimiento de diamante delgado debido a la deformación plástica del substrato más suave debajo. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una forma de válvula que incorpora una estructura de múltiples capas con una capa de diamante amorfo quedando sobre un substrato; La Figura 2 es un detallé de una forma de estructura de múltiples capas de la invención; La Figura 3 ilustra todavía otra estructura de múltiples capas con una capa de promoción de adhesión adicional añadida; La Figura 4 es una forma adicional de estructura de múltiples capas de la Figura 2, en donde una capa de refuerzo incluye dos capas de diferentes materiales? y La Figura 5 es una fotomicrografía de la apariencia superficial de una capa de diamante amorfo exterior sobre un substrato o capa subyacente. DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Las -modalidades de la invención se ilustran generalmente en las figuras,- en donde la Figura 1 muestra una forma de la válvula 10 con manija 12 que incorpora la invención. En particular, las Figuras 2-4 ilustran una porción de una válvula 10 que tiene un substrato 18 para un componente 20 deslizante y/o un componente 22 fijo de la válvula 10 que puede comprender un material de base en donde el material de base puede ser igual o diferente en el componente 20 deslizante y el componente 22 fi o. En otras modalidades, uno de los componentes 20, 22 puede ser fijo. De preferencia el material de base es una cerámica sinterizada o un metal. Los materiales de base también pueden comprender vidrios o materiales vitreos, cerametales, materiales poliméricos, materiales compuestos, compuestos intermetálicos tales como aluminuro de hierro, y otros materiales mecánicamente apropiados para la aplicación. Los metales pueden incluir, por ejemplo, cualquier metal convencional, incluyendo sin limitación, acero inoxidable, latón, zirconio, titanio, aluminio, y aleaciones de los últimos tres materiales. El acero inoxidable, titanio, y zirconio, y aluminio son los metales más preferidos? con el término acero inoxidable haciendo referencia a cualquier tipo tal como 304, 316, etc., y variaciones hechas de los mismos y con los términos titanio, zirconio- y aluminio entendidas que incluyen aleaciones comprendidas en su mayor parte de esos metales. El acero inoxidable sinterizado (pulverizado) es un material de substrato preferido debido a que se puede moldear económicamente en formas complejas apropiadas para discos y se pueden moler y pulir económicamente para lograr-una superficie de sello uniforme coincidente. En el caso de acero inoxidable sinterizadof substratos "totalmente densos" y substratos moldeados por inyección de metal se prefieren. El titanio y zirconio son materiales de base preferidos debido a que se pueden oxidar o anodizar fácilmente para formar una capa superficial dura. Las cerámicas pueden ser cualquier material de cerámica convencional, incluyendo sin limitación, por ejemplo, alúmina süterizada (óxido de aluminio) y carburo de silicio? con alúmina siendo un material preferido. Los materiales compuestos pueden incluir, por ejemplo, cualesquiera cerametales convencionales, epoxis reforzados con fibra y poliamidas, y compuestos de carbóno-carbó o. El vidrio y materiales vitreos pueden incluir por ejemplo vidrio de borosilicato tal corno Pyrex6®-, y materiales tales como vidrio laminado endurecido y vidrio-cerámica. El vidrio, materiales vitreos y cerametales son substratos preferidos debido a que se pueden moldear económicamente hacia formas complejas apropiadas para discos y se pueden moler y pulir económicamente a una superficie plana y uniforme . El aluminuro de hierro se entiende que es un material que consiste principalmente de ese hierro y aluminio pero también puede contener cantidades pequeñas de dichos otros elementos tales como molibdeno, zirconio, y boro . Como se muestra en la Figura 2, una capa 23 de refuerzo también se puede colocar directamente sobre la superficie 18 de substrato. Esta- capa 23 puede comprender un material que tiene dureza superior que el substrato 18. Los materiales apropiados para la capa 23 de refuerzo pueden incluir compuestos de cr, TI, ¾, zr y cualesquiera otros metales convencionalmente conocidos para uso en revestimientos duros. Los compuestos incluyen sin limitación nitruros, carburos, óxidos, carbo-nitruroa, y otros materiales de fase mixta que incorporan nitrógeno,, oxígeno,, y carbono. Un material altamente preferido para la capá 23 dé refuerzo es nitruío dé cromó. El nitrüro de cromo en la presente solicitud se refiere más preferentemente a un compuesto de fase única o mixta de Cromo y nitrógeno qué tiene con eñido dé nitrógeno en la escala de aproximadamente 10 a aproximadamente 50 por ciento atómico El término nitruro de cromo también se refiere a un material que contiene elementos de aleación o adulteración tales como itrio, escandio y 1antaño, además de cromo y nitrógeno. Otro material apropiado para la capa 23 de refuerzo es DLC {Carbono Semejante a Diamante) convencional, que es una forma de carbono no cristalino bien conocido en el ramo y distinto al diamante amorfo. Los revestimientos de DLC se describen, por ejemplo en la patente de E.Ü.A. 6,-165,616 (en la que se llaman revestimientos (a-C) } . DLC se puede depositar mediante chisporroteo o mediante- CVD convencional. DLC es un material amorfo que en su mayox"ia enlace de sp2 caxbono y poco del enlace sp3 tetrahidrico que caracteriza al diamante amorfo. La dureza de DLC es substancialmente inferior a aquella del diamante amorfo y es más similar a la dureza de materiales de revestimiento duros convencionales tales como nitruro de titanio y nitruro de cromo. Los esfuerzos internos en revestimientos de DLC también son inferiores a aquellos en revestimientos de diamante amorfo, permitiendo que el Dlc se deposite en capas más gruesas que el diamante amorfo sin pérdida de adhesión. El término DLC como se usa en la presente incluye formas hidrogenadas del material . La capa 23 de refuerzo funciona principalmente para mejorar la resistencia al rayado y abrasión del revestimiento de múltiples capas . La dureza de la capa 23 de refuerzo debe ser cuando menos mayor que aquella del substrato 18 a fin de realizar su función pretendida de mejorar la resistencia al rayado del disco revestido. El espesor de la capa 23 de refuerzo es cuando menos un espesor suficiente para mejo a la resistencia al rayado del substrato 18. Para materiales típicamente usados como revestimientos duros, como aquellos arriba descritos, este espesor es generalmente de alrededor de 500 nm a alrededor de 10 mícrones, y de preferencia de aproximadamente 2000 nm a aproximadamente 5000 nm. La probar válvulas de agua de-grifo se ha encontrado que xma capa de refuerzo de nitruro de cromo que tiene un espesor de aproximadamente 5 mícrones proporciona resistencia adecuada al rayado y __abrasión (en conjunción con una capa superior de diamante amorfo delgada) para tipos y tamaños de contaminantes considerados como típicos en fuentes de agua municipales y de pozo. En algunas modalidades de la presente invención como se muestra en la Figura 3 y para el componente 22 de la Figura 4, una capa 21 de promoción de adhesión delgada se puede depositar sobre el substrato 18 y luego la capa 23 de refuerzo sobre la capa 21. Esta capa 21 funciona para raejorar la adhesión de la capa 23 de refuerzo sobreyacente al substrato 18. Los materiales apropiados para la capa 21 de promoción de adhesión incluyen de preferencia cromo y también pueden incluir titanio, tungsteno, otros metales refractarios, silicio, y otros materiales conocidos en el ramo como apropiados como capas de promoción de adhesión. La capa 21 se puede hacer convenientemente usando el mismo material elemental seleccionado para la capa 23 de refuerzo. La capa 21 tiene un espesor que es cuando menos adecuado para promover o mejorar la adhesión de la capa 23 al substrato 18. Este espesor es generalmente de alrededor de 5 nm a alrededor de 200 nmr y más preferentemente de aproximadamente 30 nm a aproximadamente 60 nm. La capa 21 de promoción de adhesión se puede depositar por técnicas de deposición de vapor convencionales, incluyendo de preferencia deposición de vapor física ( PVD } y también se puede hacer mediante deposición de vapor químico {CVD) . Los proceso de PVD son bien conocidos y convencionales e incluyen evaporación de arco catódico (CAE), chisporroteo, y otros procesos de deposición convencionales. Los procesos de CVD pueden incluir deposición de vapor químico de baja presión (LPCVD) , deposición de vapor químico mejorado con plasma (PECVD), y métodos de descomposición térmica. Las técnicas y equipo de PVD y CVD se describen, entre otros, en J, Voseen y . Kern "Thin Film Processes II", Academia press, 1991; R. Boxman y col., ^Hand ook of Vacuum Are Science and Technology", Noyes- 1995; y Patentes de E.U,A. Nos. 4,162,954 y 4,591,418, con las patentes incorporadas en la presente por referencia. En el caso de materiales de cerámica sinterizada, aún cuando los gránulos individuales que forman el material sinterizado pueden tener dureza elevada, la resistencia al rayado de la estructura sinterizada total como se mide mediante prueba de rayada es muy inferior a aquella del material que forma los gránulos {v.gr., alúmina). Esto se debe al hecho de que los materiales usados típicamente para sinterizar o ligar los gránulos de alúmina juntos, silicatos típicamente, no son tan duros como los propios gránulos» La dureza de la capa 23 de refuerzo puede ser similar a o aún menor que la dureza de los gránulos individuales que comprenden el disco de cerámica, y todavía siendo más duros que la estructura de cerámica sinterizada total. Se ha encontrado mediante experimento, por e emplo, que la profundidad del rayado ocasionado por un estilete (radio = 100 micrones) deslizándose bajo una carga de 30 Newto s es aproximadamente 4-6 micrones sobre un substrato de. alúmina sinterizado no revestido, mientras que la profundidad de rayado sobre un substrato idéntico revestido con una capa de refuerzo de nitruro de cromo de 3 micrones de grueso es solamente 2—3 micrones. la capa 23 de refuerzo se puede formar por técnicas convencionales de deposición de vapor incluyendo, pero no limitado a chisporroteo,- evaporación de arco catódico {C¾£j, y CVD. Los métodos más preferidos son chisporroteor CAE, y otros medios que se pueden llevar a cabo a una temperatura relativamente baja, reduciendo al mínimo de esta manera los esfuerzos térmicamente inducidos en la pila de revestimiento durante el enfriamiento. Si la capa 23 de refuerzo se deposita por CAE, también es deseable utilizar filtración de macropartícula a fin de controlar y conservar la uniformidad de la superficie del substrato 18. La capa 23 de refuerzo también se puede formar por otros métodos bien conocidos para formar revestimientos duros tales como pirólisis de rociadura, técnicas de sol-gel, inmersión en líquido con tratamiento térmico subsecuente, métodos de nano-fabrieación, métodos de deposición de capa atómicos, y métodos de deposición de capa molecular. La capa 23 de refuerzo alternativamente se puede formar mediante un proceso que produce una capa superficial endurecida sobre el material de base de substrato. Dichos procesos incluyen, por ejemplo, oxidación térmica, nitruración con plasma, implantación de ion, tratamientos superficiales químicos y electroquímicos tales como revestimientos de conversión química, anodización incluyendo anodización dura y tratamientos posteriores convencionalesF oxidación de micro arco y endurecimiento de caja. La capa 23 de refuerzo también puede incluir múltiples capas 24 y 25 como se muestra en la Figura 4, en donde las capas 24 y 25 juntas forman la capa 23 de refuerzo. Por ejemplo, la capa 24 puede ser un óxido térmicamente desarrollado sobre el material de base de substrato mientras que la capa 25 es un material depositado tal como CrN. La capa 23 de refuerzo también puede incluir más de dos capas, y de preferencia puede comprender por ejemplo un tipo de superlátice de revestimiento con un número grande de capas, alternas muy delgadas. Esta forma de múltiples capas o de superlátice de la capa 23 de refuerzo también puede incluir una o múltiples capas de diamante amorfo. En la estructura de múltiples capas de las Figuras 1-4f la capa 30 de diamante amorfo se deposita sobre la capa 23 de refuerzo para formar una capa superficial exterior. El propósito de la capa 30 de diamante amorfo es proporcionar una superficie superior muy dura resistente al desgaste abrasión y lubricada sobre los componentes deslizantes. El diamante amorfo es una forma de carbono no cristalino que es bien conocido en el ramo, y en ocasiones se refiere como carbono amorfo tetra idricamente ligado (taC) . Se puede caracterizar como teniendo cuando menos 40 por ciento de enlace de carbono sp3, una dureza de por lo menos 45 gigaPascales y un módulo elástico de cuando menos 400 gigaPascales, Los materiales de diamante amorfo se describen en las patentes de E.U.A. Nos» 5 799,-549 y 5f 992,268, ambas de las cuales se incorporan en la presente por referencia. La capa 30 de material de diamante amorfo se puede aplicar por procesos que incluyen, por ejemplo, evaporación de arco catódico filtrado convencional y ablación láser. El termino diamante amorfo como se utiliza en la presente incluye todas las formas de carbono tipo taC y también puede contener elementos de adulteración o aleación tales como nitrógeno y metales, y también incluye materiales nano-estructurados que contienen diamante amorfo. Los materiales nano-estructurados significan en la presente materiales que tienen particularidades estructurales en la escala de nanómetros o decenas de nanómetros, incluyendo pero no limitado a superlatlces» El espesor- de la capa 30 de diamante amorfo es cuando menos un valor efectivo para proporcionar resistencia mejorada al desgaste y abrasión del componente deslizante. Este espesor es generalmente cuando renos alrededor de 100 nm, de preferencia por lo menos alrededor de 200 nm, y más preferentemente cuando menos alrededor de 300 nm. La escala de espesor superior de la capa 30 se determina por características de material, consideraciones económicas y la necesidad de reducir al mínimo los esfuerzos intrínsecos dependientes de espesor en la capa 30 como se discute abajo. También la capa 30 de diamante amorfo exhibe ventajosamente una topología superficial extremadamente uniforme como se puede ver haciendo referencia a la foto de la Figura 5,. principalmente debido a que no hay granos de diamante individuales en un revestimiento amorfo. Además, la topografía superficial de la capa 30 de diamante amorfo delgada esencialmente copia aquella de la subsuperficie sobre la que se deposita y, por lo tanto, la capa 30 de diamante amorfo tiene substancialmente la misma dureza superficial promedio que aquella de la subsuperficie. Las inclusiones grafiticas, visibles como puntos de luz en la Figura 5, no contribuyen a la dureza superficial,, como se usa el término en la presente, debido a que son muy suaves y se reducen a un polvo lubricante cuando las superficies deslizantes se ponen en contacto. El diamante amorfo tiene la venta a adicional de que se puede depositar a temperaturas muy inferiores (generalmente inferiores a aproximadamente 250°C) que el diamante polieristalino, eliminando de esta manera la necesidad de las capas de interfaz calculadas, gruesas descritas en el ramo anterior (ver, v.gr., E.ü.A. 6,165,618} para liberar el esfuerzo térmicamente inducido en la capa de diamante. Estos esfuerzos térmicamente inducidos se suscitan durante el enfriamiento después de la deposición a las temperaturas elevadas características de CVD, y se deben, a la diferencia en coeficiente de expansión térmica entre el substrato y el revestimiento de diamante. Se ha encontrado que el tipo de cálculos descritos en la patente "616 para determinar el espesor de su capa de interfaz de liberación de esfuerzo térmicamente inducido no son necesarios para películas de diamante amorfo debido a la baja temperatura de deposición. Una característica de diamante amorfo es que desarrolla esfuerzos internos {no térmicamente inducidos) intrínsecos elevados, que aumentan, a medida que aumenta el espesor de revestimiento y que están relacionados principalmente con distorsiones de enlace atómico y no con la expansión/contracción térmica. Mientras que este esfuerzo intrínseco se cree que construye a la dureza elevada del material, también limita el espesor de revestimiento puesto que las fuerzas inducidas por esfuerzo tienden a ocasiona deslaminación del revestimiento a partir del substrato 18 {o la capa 23 de refuerzo} por encima de un cierto espesor. Aún cuando el diamante amorfo se puede depositar directamente sobre un metalr vidrio o disco de alumínuro de hierro (opcíonalmente con una capa de adhesión.) , es difícil depositar una capa suficientemente gruesa para proporcionar resistencia al raspado adecuada para aplicaciones de válvula de agua. La resistencia al rayado o raspado es importante debido a que los suministros de agua en ocasiones contienen contaminantes abrasivos debido a roturas de linea de tuheríaf construcción,- etc. La capa 23 de refuerzo adicional de la presente invención proporciona mejor soporte de la capa 30 de diamante amorfo que el material de substrato más suave, venta osamente permitiendo que se use una capa más delgada de diamante amorfo, mientras que todavía se obtiene resistencia mejorada al rayado y abrasión. La capa 23 de refuerzo también se puede seleccionar para ser un material que tiene un mayor régimen de deposición y/o es menos costosos de depositar que la capa 30 de diamante amorfo, a fin de reducir al mínimo el costo de revestimiento total mientras que se mantiene el funcionamiento» En la modalidad más prefexpida, un limite de espesor superior para la capa 30 de diamante amorfo de alrededor de 1-2 micrones se puede usar para evitar deslaminación inducida por esfuerzo, mientras que un espesor superior de alrededor de 800 nmf y más preferentemente alrededor de 300-500 nmr puede ser deseable debido a razones económicas mientras que todavía se logran las características de funcionamiento deseadas. El diamante amorfo es bien apropiado para aplicaciones deslizantes en húmedo en aplicaciones de válvula de agua. En particular, se lia mostrado que tener un coeficiente muy bajo de fricción y también desgaste a la abrasión extremadamente bajo en pruebas deslizantes lubricadas con agua en las que ambas superficies deslizantes están revestidas con diamante amorfo. En contraste, los revestimientos de DLC se sabe que tienen coeficientes de fricción más elevados,- regímenes de desgaste superiores, y también deterioran el funcionamiento de fricción con humedad aumentando. Una ventaja adicional de diamante amorfo es que la temperatura de deposición relativamente baja permite una selección más aplica de los materiales de substrato y reduce al mínimo o elimina la distorsión permanente térmicamente inducida del substrato. Respecto al coeficiente de fricción bajo reportado para revestimientos de diamante amorfo en pruebas deslizantes lubricadas con agua, se piensa que este se puede deber cuando menos en parte a inclusiones grafiticas {comúnmente llamadas macropartículas) que se incorporan en revestimientos de diamante amorfo hechos por algunos métodos» Estas inclusiones grafiticas pueden ser numerosas en revestimientos de carbono depositados por evaporación de arco catódico, dependiendo de los materiales de meta de selección y uso de medios de filtración de macroparticula como se discute abajo. Estas inclusiones grafiticas no degradan el funcionamiento del revestimiento de diamante amorfo debido a su suavidad y la pequeña fracción del área superficial total que ocupan, Más bienr se cree que pueden mejorar el funcionamiento aumentando la retención de lubricante entre las placas deslizantes . Se describe en E.U.A. 5. 01,543 (incorporada en la presente por referencia} que los revestimientos de diamante amorfo que están esencialmente libres de macroparticulas se pueden depositar mediante evaporación de arco catódico de un carbono vitreo o cátodo de grafito pirolitico. La densidad máxima de macroparticulas (inclusiones grafiticas} en dichos revestimientos, como se calcula de las dimensiones de área de las figuras fotográficas y las cuentas de marcropartxcula descritas, es alrededor de 200 macroparticulas por milímetro cuadrado. Estos revestimientos de diamante amorfo libres de macroparticulas se pueden usar como capa 30 en la presente invención, pero son menos preferidos que aquellos depositados de un cátodo de grafito ordinario y que contienen números substanciales de inclusiones grafiticas, tales como por ejemplo,- cuando menos aproximadamente 500 por milímetro cuadrado. También son menos preferidos debido a que el carbono vitreo o cátodos de grafito pirolitico requeridos son muy costosos comparados con la grafito ordinario. El número de inclusiones 40 grafiticas incorporadas en los revestimientos (ver la Figura 4 que los muestra esquemáticamente) depositado mediante evaporación de arco filtrado de un cátodo de grafito ordinario se puede controlar de conformidad con la presente invención seleccionando el diseño de filtro y parámetros de operación de manera de permitir que el número deseado de macroparticulas se transmita a través de la fuente. Los factores que influencian la transmisión de macroparticulas a través de un filtro se discuten,- v. gr . , en E . ü .A. 5,840,163, incorporada en la presente por referencia. Los diseños de filtro y parámetros de operación se seleccionan convencionalmente para reducir ai mínimo el número de macroparticulas transmitidas a través de la fuente, sin embargo esta selección también reduce generalmente la salida (deseada] de iones de carbono y, por lo tanto, reduce el régimen de deposición. Contrario a esta práctica usualf encontramos que es preferible para los propósitos de reducir al mínimo el costo de revestimiento,- seleccionar el diseño de filtro y parámetros de operación de manera de llevar al máximo la salida de ion de carbono ole la fuente (es decir, el régimen de deposición), sin exceder el número máximo tolerable de inclusiones grafiticas incorporadas en el revestimient » El número máximo tolerable de inclusiones es aquel numero por encima del cual el funcionamiento de las partes re\Testidas se deteriora inaceptablemente de do a la fracción incrementante del área superficial ocupada por las inclusiones. Los factores de funcionamiento críticos pueden incluir ninguna fuga del fluido de trabajo, coeficiente de fricción deslizante, resistencia al rayado y abrasión y vida de desgaste. Se ha encontrado que las densidades de superficie de inclusión grafitica substaneialmente superiores a 500/imfr son tolerables, y pueden ser benéficas como se describe arriba. La adhesión de la capa 30 de diamante amorfo de una forma de nitruro de la capa 23 de refuerzo en algunos casos se puede rae orar mediante la introducción de un gas que contiene carbono, tal como metano, durante un período corto al final de la deposición de la capa 23 de refuerzo. Esto resulta en una zona de transición delgada de carbo-nitruro y/o material de carburo entre la capa 23 de refuerzo y la capa 30 de diamante amorfo. En otros casos, la adhesión se puede mejorar interrumpiendo todos los gases reactivos durante un período corto al final de la deposición de la capa 23 de refuerzo. Esto resulta en una capa de metal delgada entre la capa 23 de refuerzo y la capa 30 de diamante amorfo. También se ha observado que la introducción de metano durante la deposición de arco filtrado de la capa 30 de diamante amorfo aumenta el régimen de deposición de revestimiento, y también puede rae rar la dureza de revestimiento y resistencia al rayado. En todavía otros casos, por ejemplo el caso en el que la capa 30 de diamante amorfo se va a depositar sobxe una superficie de metal térmicamente oxidada, puede ser deseable depositar la capa 21 de promoción de adhesión separada entre la capa 23 de refuerzo y la capa 30 de diamante amorfo. Los materiales apropiados para la capa 21 de adhesión pueden incluir, por ejemplo, metales de formación de carburo refractario, tales como Ti y W, y varios metales de transición tales como Cr, y también pueden incluir carburos de esos metales. A fin de que la invención se pueda entender más fácilmente,- se proporcionan los siguientes ejemplos . Los ejemplos son ilustrativos y no limitan la invención a los aspectos particulares descritos. EJEMPLO 1 Discos de válvula de acero inoxidable limpios se colocan en una cámara de deposición al vacio que incorpora un cátodo de evaporación de arco y un cátodo de chisporroteo. La fuente de arco se ajusta con medios de filtración para reducir la incorporación de macroparticulas en el revestimiento,- como se describe por ejemplo en E.U.A. 5,480,-527 y 5,840,163, incorporadas en la presente por referencia, Las fuentes de argón y nitrógeno se conectan a la cámara a través de un distribuidor con válvulas a ustables para controlar el régimen de flujo de cada gas hacia la cámara. El cátodo de chisporroteo se conecta a la salida negativa de un suministro de energía de CD. El lado positivo del suministro de energía se conecta a la pared de cámara. El material de cátodo es cromo. Los discos de válvula se disponen en frente del cátodo, y se pueden girar o mover de otra manera durante la deposición para asegurar espesor uniforme de revestimiento. Los discos se aislan eléctricamente de la cámara y se conectan a través de su cremallera de montaje a la salida negativa de un suministro de energía de manera que un voltaje de derivación se pueda aplicar a los substratos durante el revestimiento. Antes de la deposición,- la cámara de vacío se evalúa a una presión de 2xl0e-5 Torr o menos. Luego se introduce gas de argón a un régimen suficiente para mantener una presión de aproximadamente 25 milíTorr . Los discos de válvula luego se someten a limpieza de plasma de descarga luminiscente en la que un voltaje de derivación negativo de aproximadamente 500 voltios se aplica a la cremallera y discos de válvula. La duración de la limpieza es aproximadamente 5 minutos. üna capa de cromo que tiene un espesor de alrededor de 20 nm se deposita luego sobre los discos de válvula mediante chisporroteo. Después de que se deposita la capa de adhesión ele cromo,, una capa de refuerzo de ni ruro de cromo que tiene un espesor de alrededor de 3 micrones se deposita mediante chisporroteo reactivo.
Después de que se deposita la capa de nitruro de cromo, los discos de válvula se disponen orientados a la fuente de arco, y una capa de diamante amorfo superior que tiene un espesor de alrededor de 300 nm se deposita golpeando un arco en el electrodo de carbono y exponiendo los substratos al píasiria de carbono que sale de la salida de fuente» Una derivación de CD negativa de aproximadamente 500 voltios se aplica iniciaimente a los substratos para proporcionar bombardeo de ion de energía elevada parta limpieza de superficie y raejora de enlace. Después de aproximadamente 5 minutos a voltaje de derivación elevado, el voltaje de derivación se reduce a aproximadamente 50 voltios por el resto del proceso de deposición. Una presión de argón de alrededor de 0.5 miliTorr se mantiene en la cámara durante la deposición. Voltajes pulsados o de derivación de CA se pueden emplear alternativamente, y un argón superior o inferior también se puede mantener a fin de estabilizar la operación de fuente de arco y optimizar las propiedades de revestimiento. Se ha encontrado mediante experimento que los diseos de válvula hechos de acero inoxidable y revestidos de conformidad con el ejemplo anterior fueron capaces de soportar más de 15,000 ciclos de prueba al circular agua que lleva arena de sílice de 20 miorones, mientras que los discos de válvula de alúmina no revestidos convencionales fallaron bajo las mismas condiciones en menos de 2500 ciclos . EJEMPLO 2 Discos de válvula de zix~conio limpios se colocan en un horno de aire, calentado a una temperatura de 560°C, mañ énidós* a esta temperatura durante aproximadamente 6 horas, y se enfriaron. Una capa de refuerzo de óxido de zirconio se forma de esta manera sobre la superficie de substrato, que tiene un espeso de 5—10 micrones. Los discos luego se colocan en una cámara de deposición al vacio que incorpora un cátodo de evaporación de arco filtrado y un cátodo de chisporroteo. Una capa de adhesión de cromo que tiene un espesor de alrededor de 20 nm se deposita sobre los discos de válvula mediante chisporroteo coiftG Sé escribe en el ejemplo 1. Después se deposita la capa de adhesión de cromo, una capa de diamante amorfo se deposita como se describe en el Ejemplo 1. Los discos* de válvula hechos de zirconio y tratados como se describe para formar una estructura de múltiples capas sobre sus superficies se probaron para resistencia al rayado, utilisando un probador de raspado con carga variable. Las profundidades de rayado generadas en los discos de Zr tratados por una punta de estilete que tiene radio de 100 mic-rones bajo una carga de 3 Newtoíis fueron alrededor de 4.7 mlcroRes de pro undidad, mientras que aquellos en discos de Zr no tratados fueron de aproximadamente 9.5 micrones o más del doble de profundo. El funcionamiento de prueba de raspado se cree que es un predictor relevante de resistencia al rayado y abrasión en las aplicaciones de campo. EJEMPLO 3 Discos de válvula de vidrio moldeado limpios se colocan en una cámara de deposición al vacio que incorpora una fuente de ablación láser, una fuente de PECVD, y un cátodo de chisporroteo- ios discos de válvula se someten a una limpieza de plasma de descarga de RF (radio frecuencia) por medios conocidos. Una capa de adhesión de titanio que tiene un espesor de alr-ededoz" de 20 imt se deposita luego sobre los discos de válvula mediante chisporroteo. Una capa de refuerzo de DLC que tiene espesor de aproximadamente 3 micrones se deposita luego sobre la capa de adhesión mediante PECVD utilizando parámetros de deposición conocidos, Una capa de diamante amorfo que tiene espesor de alrededor de 300 nm se deposita luego sobre la capa de DLC mediante ablación láser usando parámetros de deposición típicos, EJEMPLO 4 Discos de válvula de acero inoxidable limpios se colocan en una cámara de vacio que contiene una fuente de evaporación de arco filtrado y un cátodo de chisporroteo.
La cámara se evacúa, se introduce gas de nitrógeno, una descarga de plasma se establece entre los discos y las paredes de cámara, y la superficie de disco se nitrura con plasma de conformidad con parámetros conocidos. El nitrógeno se difunde hacia los substratos inoxidables para formar una capa superficial más dura que el substrato en volume r y el proceso se continua durante un periodo de tiempo suficiente para que la profundidad de capa alcance aproximadamente 2 miorones. Un superlátice que consiste de múltiples capas alternas de nitruro de carbono y nitruro de zirconio se deposita luego sobre la superficie de acero inoxidable nitrurada mediante evaporación de arco filtrado y chisporroteo,, respectivamente. Xas C3.ps.s individuales alternas son de alrededor de 10 nm de grueso , y aproximadamente 100 capas de cada material se deposita para un espesor de superlátice total de alrededor de 2 micrones. La relación de nitrógeno a carbono en las capas de nitruro de carbono es de preferencia alrededor de 1.3, puesto que los superiátices de nitruro de carbono + nitruro de zirconio que tienen esta relación de N:C han mostrado tener principalmente carbono sp3-enlazado y dureza en la escala de 50 gigaPascales . El nitruro de carbono como se utiliza en la presente se refiere a un material que tiene una relación de HíC entre aproximadamente 0.1 y 1.5. El úmero grande de capas delgadas puede depositarse convenientemente montando ei substrato sobre un cilindro giratorio de modo que los substratos pasen primero en frente de una fuente de deposición y luego la otra, de modo que un par de capas se deposita durante cada revolución del cilindro. El espesor total de capa de refuerzo es aproximadamente 4 miorones incluyendo la capa de acero inoxidable nitrurada con plasma. Una capa de diamante amorfo que tiene espesor de aproximadamente 200 nm luego se deposita sobre la capa de superlátice mediante evaporación de arco filtrada como se describe en el Ejemplo 1. La construcción y disposición de los elementos mostrados en las modalidades preferidas y otras de ejemplo es ilustrativamente solamente. Aún cuando solamente unas pocas modalidades se lian descrito en detalle en esta exposiciónf aquellos expertos en el ramo que revisen esta exposición apreciarán fácilmente que son posibles muchas modificaciones (v.gr-, variaciones en tamaños, dimensiones, estructuras? formas y proporciones de los diversos elementos, valores de parámetros, uso de materiales, etc.), sin abandonar materialmente las enseñanzas novedosas y ventajas del asunto materia mencionado en la presente. El orden o secuencia de cualesquiera pasos de proceso o método se puede variar o hacer en nueva secuencia de conformidad con modalidades alter ativas. Otras substituciones, modificacionesr cambios y omisiones se pueden hacer en el diseño, condiciones de operación y disposición de las modalidades preferidas y otras de ejemplo sin abandonar el alcance de la presente invención. 0 J 0 5

Claims (1)

  1. 35 REIVINDICACIONES 1.- Un primer componente de una válvula de disco,- el primer componente teniendo una superficie de sello en contacto deslizante con un segundo componente de la válvula que también tiene una superficie de sello, la superficie de sello del primer componente teniendo una superficie de sello de conformación suficientemente uniforme para prevenir substancialmente la transmisión de un fluido entre cada una de las superficies de sello, caracterizado en que el primer componente comprende: un material de base; una capa de refuerzo que comprende un material más duro que el material de base, la capa de refuerzo teniendo un espesor menor de aproximadamente 10 miorones; y una capa de diamante amorfo dispuesta en la capa de refuerzo, la capa de diamante amorfo formando la superficie de sello, y la capa de diamante amorfo teniendo un espesor de cuando menos un valor suficiente para mejorar la resistencia al desgaste del primer componente. 2.- El componente de conformidad con la reivindicación 1, en donde el material de base se selecciona a partir del grupo que consiste en un vidrio, vidrio-cerámica, un material vitreo, y un material polimérico . 3. - El componente de conformidad con la 36 reivindicación 1, en donde el material de base comprende aluminuro de hierro . 4.- El componente de conformidad con la reivindicación 1, en donde la capa de refuerzo comprende DLC (carbono como diamante) . 5.- El componente de conformidad con la reivindicación 1, en donde la capa de refuerzo comprende una estructura de súper reticulado. 6.- El componente de conformidad con la reivindicación 1, en donde la capa de refuerzo comprende nitruro de cromo. 7.- El componente de conformidad con la reivindicación 1, en donde la capa de diamante amorfo incluye inclusiones grafiticas. 8.- El componente de conformidad con la reivindicación 7, en donde las inclusiones grafiticas tienen una densidad superficial de cuando menos aproximadamente 500/mm2. 9. - El componente de conformidad con la reivindicación 1, en donde el material de base se selecciona a partir del grupo que consiste en acero inoxidable, aluminio/ latón, titanio, zirconio, un cerametal y una cerámica. 10.- El componente de conformidad con la reivindicación 1, en donde la capa de refuerzo comprende un 37 material seleccionado a partir del grupo que consiste en una capa de óxido, una capa de carburo, una capa de carbo-nitruro, y una capa de nitruro . 11. - El componente de conformidad con la reivindicación 1, en donde el espesor de la capa de refuerzo es alrededor de 50Q nm a alrededor de 6 roderones. 12. - El componente de conformidad con la reivindicación 1, en donde el espesor de la capa de diamante amorfo es aproximadamente 10 a aproximadamente 50Q nm. 13. - El componente de conformidad con la reivindicación 11f en donde el material de base comprende acero inoxidable, la capa de refuerzo comprende nitruro de cromo, y el espesor de la capa de diamante amorfo es alrededor de 100 a alrededor de 500 nm. 14. - El componente de conformidad con la reivindicación 1, en donde la capa de diamante amorfo incluye además una dureza superficial promedio que no es substancialmente superior a aquella de la capa de refuerzo, la capa de diamante amorfo incluyendo inclusiones grafiticas presentes en la superficie. 15. - El componente de conformidad con la reivindicación 1, en donde la capa de refuerzo tiene un espesor de cuando menos un valor suficiente para mejorar las resistencia al rayado del primero y segundo 38 componentes . 16.- Un método para formar un componente deslizante de una válvula de disco, que tiene un material de base, los pasos de método caracterizados por: depositar una capa de refuerzo sobre el material de base; y depositar mediante deposición de vapor físico una capa de diamante amorfo uniforme sobre la capa de refuerzo. 17.- El método de conformidad coa la reivindicación 16, en donde la temperatura durante la deposición de la capa de refuerzo y la capa amorfa es menos de alrededor de 200°C-30Q°C? evitando de esta manera cualquier necesidad de calcular propiedades mecánicas y térmicas predeterminadas del material de base, la capa de refuerzo y la capa de diamante amorfo. 18.- El método de conformidad con la reivindicación 16, en donde el paso de depositar incluye formar una fase de grafito dentro de la capa de diamante amorfo. 19.- El método de conformidad con la reivindicación 16, en donde el paso de depositar una capa de diamante amorfo uniforme comprende formar una estructura de súper reticulado comprendida de una pluralidad de capas de diamante amorfo. 20. - El método de conformidad con la 39 reivindicación 16, en donde el paso de depositar una pluralidad de capas de diamante amorfo comprende formar capas múltiples de súper reticulado coa cuando meaos una capa de diamante amorfo y otra capa de diferente fase de diamante . 21»- El método de conformidad con la reivindicación 19, en donde el paso de formar un súper reticulado incluye formar múltiples capas de cuando menos una capa de diamante amorfo y otra capa de diferente fase de diamante. 22. - El método de conformidad con la reivindicación 19, en donde el paso de depositar una capa de refuerzo comprende formar una capa de espesor menor de aproximadamente 5000 nanometros. 23.- Un método para formar un componente deslizante para una válvula de disco que comprende los pasos de: proporcionar un material de base, formar sobre el material de base una capa de refuerzo que comprende un material más duro que el material de base, el espesor de la capa de refuerzo siendo cuando menos de un valor suficiente para mejorar la resistencia al rayado del componente; y formar sobre la capa de refuerzo una capa de diamante amorfo mediante un proceso que incluye formar 40 inclusiones grafiticas en la capa de diamante amorfo y que se conduce a temperatura suficientemente baja de modo que la capa de diamante amorfo no se hace deslaminar de la capa de refuerzo por esfuerzos térmicamente inducidos durante el enfriamie to, la capa de diamante amorfo teniendo un espesor cuando menos suficiente para mejorar la resistencia al desgaste del componente y teniendo una dureza superficial promedio que no es substancialmente superior a aquella de la capa de refuerzo. 2 . - El método de conformidad con la reivindicación 23, en el que la capa de refuerzo comprende nitruro de cromo» 25. - El método de conformidad con la reivindicación 23, en donde el espesor de la capa de refuerzo es menos de alrededor de 10 micrones* 26.- Un método para formar una válvula de disco para control de flujo de fluido, la válvula de disco teniendo dos placas con superficies coincidentes que se deslizan una contra la otra, las superficies coincidentes teniendo cada una, una dureza superficial promedio y las durezas superficiales siendo ambas suficientemente bajas para prevenir substancialmente la transmisión de un fluido entre las superficies coincidentes, el método comprendiendo los pasos de: proporcionar una capa de base; 41 depositar sobre la capa de base una capa de refuerzo que comprende un material más duro que el material de base; y depositar con vapor una capa de diamante amorfo sobre la capa de refuerzo, la capa de diamante amorfo teniendo un espesor de cuando menos un valor suficiente para mejorar la resistencia al desgaste de la placa y teniendo una dureza superficial promedio que no es substancraíme te superior a aquella de la capa de refuerzo. 27.- El método de conformidad con la reivindicación 26, en donde la capa de refuerzo se forma depositando una pluralidad de capas de super reticulado de nitruro de carbono y un nitruro de metal . 28-- El método de conformidad con la reivindicación 27, en donde el paso de depositar comprende depositar en forma alterna una capa del nitruro de carbono y una capa del nitruro de metal. 29.- El método de conformidad con la reivindicación 26, en donde el paso de depositar una capa de refuerzo se selecciona del grupo de un depósito de una capa nitrada de plasma y depositar una capa implantada con ion . 30-- Un método para formar un componente resistente al desgaste, que comprende los pasos dei proporcionar un material de base; 42 depositar una capa de refuerzo sobre el material de base; y depositar con vapor una capa de diamante amorfo sobre la capa de refuerzo. 31.- El método de conformidad con la reivindicación 30,« en donde el paso de depositar una capa de refuerzo comprende depositar una pluralidad de capas de súper reticulado. 32»- El método de conformidad con la reivindicación 31, en donde el paso de depositar una capa de refuerzo comprende depositar alternadamente un primer compuesto químico y luego y segundo compuesto químico» 33.- El método de conformidad con la reivindicación 32, en donde el primer compuesto químico comprende un nitruro de carbono y el segundo componente químico comprende un nitruro de metal . 34. - El método de conformidad- con la reivindicación 3Q que incluye además el paso de codepositar una fase grafitica con la capa de diamante amorfo. 35»- El método de conformidad con la reivindicación 30, en donde la capa de diamante amorfo tiene un espesor menor de aproximadamente 10 micrones. 36»- El método de conformidad con la reivindicación 30, en donde la capa de refuerzo comprende 43 cuando menos una capa de nitruro de cromo. 37.- El método de conformidad con la reivindicación 36, en donde el material de base comprende un metal . 38.- El método de conformidad con la reivindicación 37 , en donde el metal se selecciona a partir del grupo que consiste en acero inoxidable, aluminio, latón, titanio y zirconio. 39. - El método de conformidad con la reivindicación 30, en donde la capa de refuerzo comprende un material seleccionado del grupo que consiste en una capa de óxido, una capa de carburo, una capa de carbo-nitruro y una capa de nitruro. 40. - El método de conformidad con la reivindicación 30, en donde el espesor de la capa de refuerzo es aproximadamente 500 nm a 6 micrones. 41. - El método de conformidad con la reivindicación 30, en donde la capa de diamante amorfo tiene una dureza superficial promedio no substancialmente mayor que la capa de refuerzo. 42.- El método de conformidad con la reivindicación 30, que incluye además el paso de formar dos de los componentes resistentes al desgaste para construir un componente de válvula mediante el que cada uno de los dos componentes forma una superficie de sello al otro. 44 43. - El método de conformidad con la reivindicación 30, en donde el paso de depositar una capa de refuerzo comprende cuando menos uno de formar una capa nitrada de plasma y formar una capa implantada por ion. 44.- el método de conformidad con la reivindicación 30,- en donde el material de base se selecciona a partir del grupo que consiste en un vidrio, un cemento, un material que contiene vidrio, un material polimérico y un material compuesto, 45. - El método de conformidad con la reivindicación 30, en donde el paso de depositar una capa de refuerzo comprende oxidar una capa superficial del material de base. 46. - El método de conformidad con la reivindicación 30, en donde la capa de diamante amorfo incluye una pluralidad de capas ultra delgadas de diferentes fases de diamante, cuando menos una de las cuales es diamante amorfo.
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