[发明专利]一种在钢基体上制备碳化钨过渡层-硅掺杂金刚石复合涂层的方法有效
| 申请号： | 201911017635.1 | 申请日： | 2019-10-24 |
| 公开（公告）号： | CN110735126B | 公开（公告）日： | 2021-09-14 |
| 发明（设计）人： | 钱玉峰;孙方宏 | 申请（专利权）人： | 江苏亿阀股份有限公司 |
| 主分类号： | C23C16/27 | 分类号： | C23C16/27;C23C16/32;C23C16/50;C23C28/04 |
| 代理公司： | 苏州市中南伟业知识产权代理事务所(普通合伙) 32257 | 代理人： | 王敏 |
| 地址： | 212221 江苏省*** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 基体 制备 碳化 过渡 掺杂 金刚石 复合 涂层 方法 | ||
1.一种在钢基体上制备碳化钨过渡层-硅掺杂金刚石复合涂层的方法，其特征在于，包括如下操作步骤：
S1.将基体（1）预处理后，采用等离子体增强化学气相沉积法沉积一层纳米晶碳化钨涂层（2）；
S2.采用热丝化学气相沉积法，在所述纳米晶碳化钨涂层（2）表面沉积一层硅掺杂金刚石涂层（3）；
S3.继续采用热丝化学气相沉积法在所述硅掺杂金刚石涂层（3）表面沉积一层本征金刚石涂层（4）；
所述基体（1）为低碳钢或低合金钢中的任意一种，并且基体、碳化钨、硅掺杂金刚石涂层、本征金刚石涂层的硬度逐级增加。
2.根据权利要求1所述的在钢基体上制备碳化钨过渡层-硅掺杂金刚石复合涂层的方法，其特征在于，在所述S2中，等离子体增强化学气相沉积法沉积纳米晶碳化钨涂层（2），采用氟化钨、甲烷和氢气为原料气体，其中所述氟化钨气体流量为6sccm，甲烷流量160sccm，氢气流量200 sccm。
3.根据权利要求2所述的在钢基体上制备碳化钨过渡层-硅掺杂金刚石复合涂层的方法，其特征在于，在所述S2中，利用化学气相沉积法沉积纳米晶碳化钨涂层（2）的沉积条件为：沉积气压100-150 Pa，射频功率80kW，沉积时间180 min，基体温度800℃。
4.根据权利要求1所述的在钢基体上制备碳化钨过渡层-硅掺杂金刚石复合涂层的方法，其特征在于，所述纳米晶碳化钨涂层（2）的碳化钨晶粒直径为20-50nm。
5.根据权利要求1所述的在钢基体上制备碳化钨过渡层-硅掺杂金刚石复合涂层的方法，其特征在于，所述S2和S3采用HFCVD法连续沉积。
6.根据权利要求1所述的在钢基体上制备碳化钨过渡层-硅掺杂金刚石复合涂层的方法，其特征在于，在沉积所述硅掺杂金刚石涂层（3）时，碳源采用丙酮，碳源中掺杂正硅酸乙酯作为硅源，浓度为1000-9000ppm。
7.根据权利要求1所述的在钢基体上制备碳化钨过渡层-硅掺杂金刚石复合涂层的方法，其特征在于，在沉积所述硅掺杂金刚石涂层（3）时，氢气流量为2000sccm，混合溶液与氢气体积比为1-2%，反应气压为1200Pa，热丝温度为2200℃，基体温度约为800℃，偏压电流为4A，沉积时间为2h，沉积得到的硅掺杂金刚石晶粒直径为200nm-1μm。
8.根据权利要求1所述的在钢基体上制备碳化钨过渡层-硅掺杂金刚石复合涂层的方法，其特征在于，在硅掺杂金刚石涂层表面沉积本征金刚石涂层，碳源采用丙酮，氢气流量为2000sccm，丙酮蒸汽与氢气体积比为1-2%，反应气压为1200-4500Pa，热丝温度为2200℃，基体温度约为800℃，偏压电流为4A，沉积时间为2-20h。
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C23C 对金属材料的镀覆；用金属材料对材料的镀覆；表面扩散法，化学转化或置换法的金属材料表面处理；真空蒸发法、溅射法、离子注入法或化学气相沉积法的一般镀覆
C23C16-00 通过气态化合物分解且表面材料的反应产物不留存于镀层中的化学镀覆，例如化学气相沉积
C23C16-01 .在临时基体上，例如在随后通过浸蚀除去的基体上
C23C16-02 .待镀材料的预处理
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C23C16-06 .以金属材料的沉积为特征的
C23C16-22 .以沉积金属材料以外之无机材料为特征的
