[发明专利]一种由渗氮烧结基体与微波涂层直接结合的金刚石涂层梯度硬质合金刀具的制备方法

权利要求书

1.一种由渗氮烧结基体与微波涂层直接结合的金刚石涂层梯度硬质合金刀具的制备方法，包括以下步骤：

S1制备复合粉料：将混合粉料置于H₂气氛中球磨24h以上，然后将球磨后的混合粉料加热至990-1050℃并保温110-130min，得到复合粉料；所述混合粉料由以下质量百分比的各组分组成：25-40％的TiO₂，0.5-1.5％的VC，0.5-1.5％的Cr₃C₂，1-2％的Mo，3-6％的Co，3-6％的Ni，43-67％的碳钨混合粉；所述碳钨混合粉由6％的C和94％的W组成；

S2制备基体：用所述复合粉料压制成坯体，对坯体依次进行第一步烧结和第二步烧结后制得基体；第一步烧结是在真空气氛中加热坯体至900℃并保温25-35min，第二步烧结是将坯体加热到1450℃并在0.1-10MPa的氮气保护下保温55-65min；所述第一步烧结中，390-410℃区间的升温速率为0.3-0.4℃/min；

S3制备金刚石涂层：清洁基体后，通过微波等离子体化学气相沉积法在基体上沉积金刚石涂层；

步骤S3中，将经清洁后的基体放入微波等离子化学气相沉积设备中，在真空条件下先通入H₂至反应腔内的气压为1kPa，然后再通入CH₄气体，保持CH₄的浓度为1.5％，气体流量为600sccm，沉积压力为17kPa，微波功率为6kW ，沉积温度为900℃，沉积时间8h。

2.根据权利要求1所述的由渗氮烧结基体与微波涂层直接结合的金刚石涂层梯度硬质合金刀具的制备方法，其特征在于，步骤S1中，将混合粉料和硬质合金球装入硬质合金球磨罐中，球料比为20:1，在H₂气氛中进行球磨。

3.根据权利要求1所述的由渗氮烧结基体与微波涂层直接结合的金刚石涂层梯度硬质合金刀具的制备方法，其特征在于，步骤S1中，将球磨后的混合粉料加热至1000℃并保温120min。

4.根据权利要求1所述的由渗氮烧结基体与微波涂层直接结合的金刚石涂层梯度硬质合金刀具的制备方法，其特征在于，所述混合粉料由以下质量百分比的各组分组成：25-30％的TiO₂，0.5-1.5％的VC，0.5-1.5％的Cr₃C₂，1-2％的Mo，3-6％的Co，3-6％的Ni，60-67％的碳钨混合粉；所述碳钨混合粉由6％的C和94％的W组成。

5.根据权利要求1所述的由渗氮烧结基体与微波涂层直接结合的金刚石涂层梯度硬质合金刀具的制备方法，其特征在于，所述第一步烧结中，在390-410℃区间的升温速率为0.33℃/min。

6.根据权利要求5所述的由渗氮烧结基体与微波涂层直接结合的金刚石涂层梯度硬质合金刀具的制备方法，其特征在于，所述第一步烧结中，以5℃/min升温至390℃，然后以0.33℃/min升温至410℃，再以5℃/min升温至900℃；所述第二步烧结中，以5℃/min升温至1450℃。

7.根据权利要求6所述的由渗氮烧结基体与微波涂层直接结合的金刚石涂层梯度硬质合金刀具的制备方法，其特征在于，所述第一步烧结中，加热坯体至900℃并保温30min。

8.根据权利要求7所述的由渗氮烧结基体与微波涂层直接结合的金刚石涂层梯度硬质合金刀具的制备方法，其特征在于，所述第二步烧结中，加热坯体至1450℃并保温60min。

9.根据权利要求8所述的由渗氮烧结基体与微波涂层直接结合的金刚石涂层梯度硬质合金刀具的制备方法，其特征在于，将所述坯体置于石墨舟中并用氧化铝包埋后再进行烧结。