申请人:江苏大学
摘要: 本发明属于材料涂层领域,具体提出了一种多层分步沉积高质量金刚石涂层刀具的新方法,具体是:先在硬质合金刀具表面通过电镀法或者物理气相沉积法镀一层钼,它会与基体表面的钴结合形成稳定的化合物,在基体表面形成一层过渡层,这样既减少刀具表面钴将来对金刚石涂层的影响,又防止了钴从基体深处向刀具表面的扩散;随后利用微波等离子体CVD(MPCVD)法分两步沉积一层金刚石涂层,即在金刚石形核和生长两个阶段控制相应的参数来形成一层具有高质量和高稳定性的纳米金刚石薄膜。
主权利要求 1.一种制备金刚石涂层刀具的新方法,其特征在于:包括如下具体步骤:(1)对硬质合金刀具放入去离子水中用超声波对其表面进行清洗;(2)在清理后的硬质合金刀具表面电镀或物理气相沉积一层钼,待完成后,用丙酮或酒精清洗过渡层;(3)利用微波等离子体法MPCVD,采用甲烷的体积百分浓度为1.5%,保持通入H2,沉积15min,完成金刚石形核阶段;(4)将硬质合金刀具放入0.4~0.8μm的金刚石粉末溶液中,利用微波等离子体法MPCVD,在金刚石生长阶段,分两步完成金刚石薄膜的沉积:第一步:采用甲烷的体积百分浓度为0.5%,保持步骤(3)中H2的流量、气压,沉积15min;第二步:采用甲烷的体积百分浓度为15%,保持步骤(3)中H2的流量、气压,沉积8小时以上;(5)沉积结束后,取出处理刀具,得到高质量的金刚石纳米薄膜涂层。
2.如权利要求1中所述的一种制备金刚石涂层刀具的新方法,其特征在于:步骤(2)中,所述钼层的厚度为:5~8μm。
3.如权利要求1中所述的一种制备金刚石涂层刀具的新方法,其特征在于: 步骤(3)中,所述微波等离子体法中,微波功率为950~1000W,温度650~700℃;所述H2流量为90~110sccm,气压在7.5~8KPa。
4.如权利要求1中所述的一种制备金刚石涂层刀具的新方法,其特征在于: 步骤(4)中,所述第一步的微波等离子体法中,微波功率为1000~1100W,温度为750~800℃。
5.如权利要求1中所述的一种制备金刚石涂层刀具的新方法,其特征在于: 步骤(4)中,所述第二步的微波等离子体法中,微波功率为1100~1200W,温度为850~900℃。