[发明专利]一种铜基体表面金刚石耐磨涂层的制备方法

权利要求书

1.一种铜基体表面金刚石耐磨涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）电泳沉积：将铜基体打磨光滑清洗干净后置于强碳化物金属元素颗粒和金刚石颗粒的电泳溶液中，在铜基体上沉积一层金属颗粒与金刚石颗粒弥散分布的电泳沉积层；

2）退火：将步骤1）电泳沉积后的铜基体退火后冷却至室温，使金属颗粒与金刚石颗粒之间形成金属碳化物界面层，金属颗粒和铜基体间形成金属扩散层；

3）化学气相沉积金刚石涂层：在步骤2）退火后的铜基体上化学气相沉积一层金刚石涂层。

2.根据权利要求1所述的一种铜基体表面金刚石耐磨涂层的制备方法，其特征在于：步骤1）的电泳沉积中，金刚石颗粒的粒度为5 nm～100 nm，强碳化物金属元素颗粒的粒度为30 nm～150 nm。

3.根据权利要求1或2所述的一种铜基体表面金刚石耐磨涂层的制备方法，其特征在于：步骤1）的电泳沉积中，电泳溶液由溶质和溶剂组成；溶质由如下重量份数的各原料组成：强碳化物金属元素颗粒52～80 重量份、金刚石颗粒25～65重量份、碘1～15重量份、丙酮1～10重量份、去离子水1～10重量份；溶剂为醇类有机物；电泳溶液的溶质浓度为10 g/L～80 g/L。

4.根据权利要求3所述的一种铜基体表面金刚石耐磨涂层的制备方法，其特征在于：醇类有机物为乙醇、异丁醇。

5.根据权利要求4所述的一种铜基体表面金刚石耐磨涂层的制备方法，其特征在于：电泳液按比例配好后，先用玻璃棒搅拌5 min ~ 30 min，再超声分散10 min ~ 60 min获取悬浮液，然后开始电泳沉积，电泳沉积过程反复2～8次、每次时间为1~5 min、每次过程完成后将电泳液重新进行5 min ~ 30 min搅拌和10 min ~ 60 min的超声分散，之后再进行下一次电泳，电泳极板距离为10 mm～100 mm、电泳沉积电压为30 V～90 V； 电泳沉积工艺结束后，将铜基体放入真空干燥箱进行干燥，干燥温度为100℃～120 ℃，干燥时间为1 h～2 h。

6.根据权利要求5所述的一种铜基体表面金刚石耐磨涂层的制备方法，其特征在于：电泳沉积过程中，采用机械搅拌器或磁力搅拌器对电泳液进行搅拌，机械搅拌器或磁力搅拌器的转速为100 r/min~ 300 r/min。

7.根据权利要求1所述的一种铜基体表面金刚石耐磨涂层的制备方法，其特征在于：步骤2）的退火中，铜基体在800 ℃～1000 ℃温度下退火30 min～90 min后冷却至室温。

8.根据权利要求1所述的一种铜基体表面金刚石耐磨涂层的制备方法，其特征在于：步骤3）的化学气相沉积金刚石涂层中，沉积方法包括热丝CVD法、直流喷射CVD法、微波等离子CVD法。

9.根据权利要求1或8所述的一种铜基体表面金刚石耐磨涂层的制备方法，其特征在于：步骤3）的化学气相沉积金刚石涂层中，金刚石涂层中金刚石晶粒尺寸为10 nm～100 μm、涂层厚度为10 μm～300 μm。

10.根据权利要求1所述的一种铜基体表面金刚石耐磨涂层的制备方法，其特征在于：步骤1）的电泳沉积中，强碳化物金属元素颗粒为Ti颗粒、Cr颗粒、Zr颗粒、V颗粒、Hf颗粒中的一种或混合的几种。