[发明专利]基于微/纳米金刚石过渡层的立方氮化硼涂层刀具的制备方法

权利要求书

1.一种基于微/纳米金刚石过渡层的立方氮化硼涂层刀具的制备方法，其特征它包括以下步骤：

1）衬底预处理：使用WC-Co 硬质合金刀片作为衬底材料，先将WC-Co 硬质合金刀片置于丙酮溶液中超声清洗8-15min，然后再置于用K₃Fe(CN)₆:KOH:H₂O以质量比1:0.8～1.2:8～12的比例混合而成的溶液中超声清洗15-25min，再用浓度为65%硝酸和36%盐酸以1:2～4的体积比配成的混合溶液浸泡不少于5min，最后用金刚石微粉悬浊液超声研磨15-25min，并用去离子水清洗后，吹干待用，得到衬底；

2）钽丝预处理：热丝化学气相沉积设备中的热丝为钽丝，将钽丝拉直拉紧并固定在衬底上方，然后在不小于2～4%的碳源浓度下碳化25～35min；碳化后升起沉积台，控制衬底与钽丝的距离为4-8mm；

3）沉积微/纳米金刚石过渡层：使用热丝化学气相沉积法在上述经过预处理的衬底上依次沉积微米级金刚石和纳米级金刚石涂层，得到表面沉积有微/纳米金刚石过渡层的衬底，控制微米级金刚石涂层的厚度为：0.5-2微米，纳米级金刚石涂层的厚度为0.5-1微米；

4）表面沉积有微/纳米金刚石过渡层的衬底表面预处理：在沉积立方氮化硼之前，使用Ar离子在-200V负偏压下轰击表面沉积有微/纳米金刚石过渡层的衬底表面25～35min；

5）沉积立方氮化硼涂层：使用射频磁控溅射设备在经过预处理的表面沉积有微/纳米金刚石过渡层的衬底上沉积立方氮化硼涂层，得到结合强度满足要求的立方氮化硼涂层刀具。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的热丝法化学气相沉积微/纳米金刚石的工艺参数为：衬底置于钽丝下方约4-8mm，热丝温度2000℃-2400℃；其中，沉积微米级金刚石详细参数为：碳源浓度1%，衬底温度780℃，流量300sccm，反应气压3.3kPa，沉积时间6h；沉积纳米级金刚石详细参数为：碳源浓度1%，衬底温度780℃，流量100sccm，反应气压1.0kPa，沉积时间6h。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的射频磁控溅射时溅射靶材为热压的纯度为99.99%的hBN靶，磁控溅射参数为：溅射功率250W，背底真空1.0×10^-4Pa，工作气压0.6～0.7Pa，衬底温度450℃，衬底负偏压150V，沉积时间150min，工作气体为Ar气和N₂气，Ar气和N₂气的体积比为9:1。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的K₃Fe(CN)₆:KOH:H₂O的质量比为1:1:10。