[发明专利]一种超硬多层复合类金刚石涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种超硬多层复合类金刚石涂层，其特征在于：该涂层依次由微钻基体、底层粘接层、中间过渡层和表层构成，所述底层粘接层为金属钛（Ti）或金属铬（Cr）层，所述中间过渡层为低硬度类金刚石膜，所述表层为复合金刚石涂层；所述复合金刚石涂层为钛（Ti）或氮气（N₂）掺杂类金刚石涂层。

2.根据权利要求1所述的一种超硬多层复合类金刚石涂层，其特征在于：所述底层粘接层厚度为0.3～0.5微米。

3.根据权利要求1所述的一种超硬多层复合类金刚石涂层，其特征在于：所述中间过渡层厚度为0.2～0.3微米。

4.根据权利要求1所述的一种超硬多层复合类金刚石涂层，其特征在于：所述表层厚度为1～2微米。

5.一种超硬多层复合类金刚石涂层的制备方法，其特征在于：将经过常规前处理后的微钻置于阴极过滤电弧-离子源-磁控溅射复合气相沉积真空系统中，依次沉积以下多层梯度膜：

（1）磁控溅射钛（Ti）粘接层，将工件置于磁控溅射真空系统中，以金属钛（Ti）靶为阴极，工作气体为氩气（Ar），沉积时间5～15分钟；工艺过程中，氩气被离化成氩离子，高能量的氩离子轰击钛靶材表面，将表层的钛原子轰离靶材表面，然后沉积到工件上；

（2）过滤阴极电弧离子源沉积低硬度、低应力类金刚石层，石墨靶，真空度为10^-4Pa，时间为15～30分钟；采用高脉冲偏压电压2000V，适当缩短脉冲时间而增加电压值，从而能够获得低应力的类金刚石涂层，可以提高整个涂层和工件基体的粘结力；

（3）钛（Ti）或氮气（N₂）掺杂类金刚石梯度复合涂层沉积，通过掺杂，获得高硬度和高结合力的涂层；

（3.1）沉积过程中，硬金刚石涂层工艺真空为5×10^-4Pa，无掺杂，1000～1500V的负脉冲偏压，获得纯类金刚石涂层，硬度高，应力高；

（3.2）沉积过程中，掺杂时的真空气压为0.5Pa，微钻样品上施加1000～1500V的负脉冲偏压；获得掺杂类金刚石涂层，硬度低，应力低；

通过重复（3.1）和（3.2）工艺步骤，工艺时间100～200分钟，最后，在微钻上获得多层类金刚石复合涂层。