[发明专利]一种纳米金刚石复合涂层刀具硅片制备方法

说明书

本发明涉及金刚石复合涂层刀具硅片制备方法技术领域，具体为一种纳米金刚石复合涂层刀具硅片制备方法，包括以下步骤：步骤1将刀具放入腐蚀液体中机械能化学处理；步骤2将刀具放入CVD设备反应室内，调节温度；步骤3合成气体，控制气压；步骤4产生形核和生长。本发明该纳米金刚石复合涂层刀具硅片制备方法通过加热热丝保持较高，从而激发氢气和甲烷反应，形成氢原子与碳原子，促进了氢气和甲烷的反应。通过反应气压的升高，促进原子平均自由移动，原子间的碰撞自由程度减少，在刀具硅片表面沉积一层均匀的纳米金刚石复合涂层，从而提高抗弯强度与断裂韧性，其硬度则与CBN相当，刀具寿命可提高两倍，解决了涂层掉膜、涂层过厚成微米级的问题。

技术领域

本发明涉及金刚石复合涂层刀具硅片制备方法技术领域，具体为一种纳米金刚石复合涂层刀具硅片制备方法。

背景技术

涂层刀具是在强度和韧性较好的硬质合金或高速钢(HSS)基体表面上，利用气相沉积方法涂覆一薄层耐磨性好的难熔金属或非金属化合物（也可涂覆在陶瓷、金刚石和立方氮化硼等超硬材料刀片上）而制备的。涂层作为一个化学屏障和热屏障，减少了刀具与工件间的扩散和化学反应，从而减少了基体的磨损。涂层刀具具有表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、摩擦系数小和热导率低等特性。

目前CVD金刚石涂层刀具硅片比较成熟，但是还存在技术上的缺陷，涂层掉膜、涂层过厚成微米级，因此市场急需研制一种纳米金刚石复合涂层刀具硅片制备方法来帮助人们解决现有的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米金刚石复合涂层刀具硅片制备方法，以解决上述背景技术中提出的涂层掉膜、涂层过厚成微米级的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种纳米金刚石复合涂层刀具硅片制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将硬质合金材质的刀具放入腐蚀性的液体中进行化学处理，形成稳定的化学物质；

步骤2、将刀具放置于CVD设备反应室内，加热热丝功率，使刀具周围温度为1600℃；

步骤3、在CVD设备反应室内接入气体流量为100-200ml的氢气和50ml的甲烷混合气体，让CVD设备内反应气压为5.0-0.125KPa；

步骤4、经过15分钟形核与4小时的生长过程，在刀具表面沉积一层纳米金刚石薄膜。

所述步骤1中刀具放入腐蚀性的液体中进行化学处理具体为：

步骤1-1工作人员握住刀具的一端，将刀具覆膜部分的边缘用笔标注出来，便于作为参照；

步骤1-2将刀具覆膜部分放入腐蚀性的液体中，深度为标注位置。

所述步骤2中启动加热热丝功率具体为：

步骤2-1将处理过的刀具放入CVD设备反应室中，

步骤2-2将加热温度设置至1600℃。

所述步骤3中接入气体具体为：

步骤3-1将气体流量为100-200ml的氢气和50ml的甲烷进行混合；

步骤3-2将混合后的气体导入CVD设备反应室内；

步骤3-3通过控制气体的流量从而调节反应气压。

所述步骤4中经过15分钟形核与4小时的生长过程具体为：

步骤4-1通过加热热丝激发气体反应，形成氢原子与碳原子；

步骤4-2通过反应气压升高，氢原子与碳原子平均自由移动，原子间的碰撞自由程度减少，形成纳米金刚石复合涂层。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：