[发明专利]一种金刚石薄膜加工方法及装置

说明书

本发明公开一种金刚石薄膜加工方法及装置，在工件横向两侧布置相互平行的热丝，所述热丝进行加热以在工件的待加工区域沉积加工出金刚石薄膜，在沉积加工过程中，所述工件沿竖向进行自转，并且所述热丝沿高度方向进行往复运动或者所述工件沿高度方向进行往复运动。本发明能使得热丝产生的热量均匀覆盖工件的待加工区域，提高工件的受热均匀，确保工件的待加工区域的各个部位都能均匀被热丝加热作用，保障金刚石薄膜的生成质量，提高薄膜厚度均匀性、薄膜与基体的结合力，能在异形工件或大尺寸工件的表面上制备出高耐磨性的金刚石薄膜，大幅提高工件的使用寿命。

技术领域

本发明涉及金刚石涂层加工技术领域，尤其涉及一种金刚石薄膜加工方法及装置。

背景技术

表面处理技术指利用特殊的工艺方法在基体表面制备具有特殊化学、力学、电学、热学、光学性质的保护涂层，可大幅提高产品质量,实现材料表面复合化，解决单一材料无法解决的问题，从而提高产品的使用寿命、增强产品的表面耐磨性、提升产品的耐腐蚀性、增强产品的市场竞争力。其中一种表面处理技术为化学气相沉积加工金刚石涂层，其是利用加热、等离子激励或光辐射等各种能源，在设备内使气态或蒸汽状态的化学物质在固体界面上经反应形成一层金刚石薄膜涂层。

在各行各业中常会用到区别于标准件的异形工件或者大尺寸工件，为了增强其表面性能通常是将异形工件以及大尺寸工件采用硬质合金材料或陶瓷材料制成，但这些材料相对于金刚石而言，其硬度和耐磨性相差较大，而在异形工件以及大尺寸工件的表面加工金刚石涂层难度较大，会受到异形工件以及大尺寸工件表面形状的影响，导致金刚石涂层难以有效并且均匀的生成，从而影响使用性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种金刚石薄膜加工方法，解决目前技术中难以对异形工件或者大尺寸工件进行金刚石薄膜加工，难以保障金刚石薄膜加工质量的问题。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：

一种金刚石薄膜加工方法，包括：

在工件横向两侧布置相互平行的热丝；

所述热丝进行加热以在工件的待加工区域沉积加工出金刚石薄膜，在沉积加工过程中，所述工件沿竖向进行自转，并且所述热丝沿高度方向进行往复运动或者所述工件沿高度方向进行往复运动。

本发明所述的金刚石薄膜加工方法在沉积加工过程中通过工件的转动以及工件与热丝之间的相对移动来提高加工质量，使得热丝产生的热量均匀覆盖工件的待加工区域，提高工件的受热均匀，确保工件的待加工区域的各个部位都能均匀被热丝加热作用，从而保障金刚石薄膜的生成质量，提高薄膜厚度均匀性、薄膜与基体的结合力，避免工件的局部加热过度甚至与热丝接触而出现烧毁的状况，降低制损率，提高良品率，有利于提高产能。

进一步的，所述工件在进行沉积加工之前先进行预处理，所述预处理包括：

所述工件置入碱性溶液中浸泡以对工件的待加工区域进行粗化处理。工件的待加工区域经过粗化处理后提高金刚石薄膜与工件的待加工区域表面的结合力，避免金刚石薄膜从工件上剥离脱落，提高金刚石薄膜的加工质量，提高耐用性，提高工件的使用寿命。

进一步的，所述碱性溶液的成分按照重量份数包括70-95份的H₂O、质量百分数为3-25份的K₃[Fe(CN)₆]、质量百分数为5-25份的NaOH或KOH，对工件的待加工区域的粗化处理效率高、效果好，保障金刚石薄膜与工件的待加工区域表面的结合力。

进一步的，所述沉积加工过程包括碳化、形核、生长、降温的阶段，