[发明专利]一种微型铣刀金刚石复合涂层的制备方法

权利要求书

1.一种微型铣刀金刚石复合涂层的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1）将PCB微型铣刀装入工装中，再装入沉积反应室内；

2）将沉积反应室抽真空，再向沉积反应室通入甲烷、氢气及氧气3种气体；

3）向安装在沉积反应室内的加热丝通入直流电弧；

4）在沉积反应室中，沉积过程分为加热期、成核期、亚微晶生长期、超细纳米晶生长期、生长末期5个阶段，5个阶段采用不同的气相沉积条件；其中，亚微晶生长期与超细纳米晶生长期可循环发生，循环发生次数为N（N≥1）次，形成金刚石亚微晶与超细纳米晶复合涂层。

2.如权利要求1所述一种微型铣刀金刚石复合涂层的制备方法，其特征在于在步骤1）中，所述PCB微型铣刀采用WC-Co硬质合金PCB微型铣刀。

3.如权利要求1所述一种微型铣刀金刚石复合涂层的制备方法，其特征在于在步骤1）中，所述PCB微型铣刀的刃径范围为0.01～3.175mm。

4.如权利要求1所述一种微型铣刀金刚石复合涂层的制备方法，其特征在于在步骤2）中，所述甲烷、氢气及氧气的体积百分比为（0.01%～20%）∶（70%～99.99%）∶（0～20%）。

5.如权利要求1所述一种微型铣刀金刚石复合涂层的制备方法，其特征在于在步骤3）中，所述加热丝选自钨丝或钽丝，加热丝的温度为1500～2400℃。

6.如权利要求1所述一种微型铣刀金刚石复合涂层的制备方法，其特征在于在步骤3）中，所述直流电弧的电流为100～200A。

7.如权利要求1所述一种微型铣刀金刚石复合涂层的制备方法，其特征在于在步骤4）中，所述不同的气相沉积条件如下：

加热期：甲烷体积含量0.01%～20%、氢气流量体积含量70%～99.9%、氧气流量体积含量0～10%、热钨丝温度1500～2700℃、电弧电流100～200A、沉积室温度25～1000℃、沉积室压力0.1～50mbar、沉积时间0.1～3h；

形核期：甲烷体积含量0.01%～20%、氢气流量体积含量70%～99.9%、氧气流量体积含量0～10%、热钨丝温度1500～2700℃、电弧电流100～200A、沉积室温度600～1000℃、沉积室压力0.1～50mbar、沉积时间0.1～5h；

亚微晶生长期：甲烷体积含量0.01%～20%、氢气流量体积含量70%～99.9%、氧气流量体积含量0～20%、热钨丝温度1500～2700℃、电弧电流100～200A、沉积室温度600～1000℃、沉积室压力0.1～50mbar、沉积时间0.1～20h；

超细纳米晶生长期：甲烷体积含量0.01%～20%、氢气流量体积含量70%～99.9%、氧气流量体积含量0～20%、热钨丝温度1500～2700℃、电弧电流100～200A、沉积室温度600～1000℃、沉积室压力0.1～50mbar、沉积时间0.1～20h；

生长末期：甲烷体积含量0.01%～20%、氢气流量体积含量70%～99.9%、氧气流量体积含量0～20%、热钨丝温度2700～1000℃、电弧电流200～50A、沉积室温度1000～100℃、沉积室压力0.1～50mbar、沉积时间0.1～3h。

8.如权利要求1所述一种微型铣刀金刚石复合涂层的制备方法，其特征在于在步骤4）中，所述亚微晶的平均晶粒大小为0.5～10μm。

9.如权利要求1所述一种微型铣刀金刚石复合涂层的制备方法，其特征在于在步骤4）中，所述超细纳米晶的平均晶粒大小小于0.5μm。

10.如权利要求1所述一种微型铣刀金刚石复合涂层的制备方法，其特征在于在步骤4）中，所述金刚石亚微晶与超细纳米晶复合涂层由亚微晶和超细纳米晶金刚石涂层组成，所述金刚石亚微晶与超细纳米晶复合涂层的层数至少为2层。