申请人:浙江工业大学
发明人:李晓 胡晓君 冯涛 章航程
摘要:本发明提供了一种亚稳奥氏体不锈钢表面制备金刚石薄膜的方法,所述方法为:通过磁控溅射技术在经过喷砂处理的亚稳奥氏体不锈钢表面沉积Cr/CrN过渡层,再将表面沉积有Cr/CrN过渡层的奥氏体不锈钢先浸没于金刚石微粉的丙酮悬浮液中超声振荡,然后浸没于丙酮中超声振荡,干燥后,通过化学气相沉积工艺,在Cr/CrN过渡层上沉积金刚石薄膜,制得成品;本发明制备的金刚石薄膜具有良好的膜基结合强度,以HR‑150A洛氏硬度计在150Kgf压头作用下,压痕表面未出现裂纹或损伤。
主权利要求:1.一种亚稳奥氏体不锈钢表面制备金刚石薄膜的方法,其特征在于,所述方法按如下步骤进行:(1)对亚稳奥氏体不锈钢表面进行喷砂处理,所述喷砂处理采用30~320目的玻璃砂,工作压力为0.1~0.5MPa,喷砂时间为1~30min;(2)通过磁控溅射技术在经过步骤(1)处理的亚稳奥氏体不锈钢表面沉积Cr/CrN过渡层,操作方法为:将经过步骤(1)处理的亚稳奥氏体不锈钢置于非平衡磁控溅射仪中,先用Ar等离子体清洗,基体偏压为400~500V,时间为20~30min;再沉积Cr层,基体偏压为60~100V,沉积时间为10~150min;然后在真空室中通入氮气,进行CrN反应磁控溅射沉积,N2的体积流量在90~1200min的沉积时间内从20sccm逐渐升高到30sccm,得到表面沉积有Cr/CrN过渡层的奥氏体不锈钢;(3)将步骤(2)所得表面沉积有Cr/CrN过渡层的奥氏体不锈钢先浸没于金刚石微粉的丙酮悬浮液中,20~80KHz超声振荡5~40min,再浸没于丙酮中,20~80KHz超声振荡1~30s,干燥后,通过化学气相沉积工艺,在沉积温度600~700℃、沉积气压1.3~6KPa、偏流1~4A、丙酮载气与氢气流量比为0.3~0.45:1、沉积时间60~180min的条件下,在Cr/CrN过渡层上沉积金刚石薄膜,制得成品。
2.如权利要求1所述的亚稳奥氏体不锈钢表面制备金刚石薄膜的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述的亚稳奥氏体不锈钢为200系列Cr-Mn型奥氏体不锈钢或300系列Cr-Ni型奥氏体不锈钢。
3.如权利要求1所述的亚稳奥氏体不锈钢表面制备金刚石薄膜的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述的亚稳奥氏体不锈钢的产品牌号为201、202、301或304。
4.如权利要求1所述的亚稳奥氏体不锈钢表面制备金刚石薄膜的方法,其特征在于,步骤(3)中,所述金刚石微粉的粒度为W0.2~W2。
5.如权利要求1所述的亚稳奥氏体不锈钢表面制备金刚石薄膜的方法,其特征在于,步骤(3)中,所述金刚石微粉的丙酮悬浮液的浓度为0.005~0.02g/mL。