[发明专利]金刚石涂层刀具的制备方法

权利要求书

1.一种金刚石涂层刀具的制备方法，包括以下步骤：

（1）刀具基体腐蚀：对刀具基体进行腐蚀处理，使刀具基体表面形成Co空层；

（2）Cr/CrN过渡层沉积：在步骤（1）得到的刀具基体表面先后沉积Cr涂层和CrN涂层，形成Cr/CrN过渡层；

（3）金刚石涂层沉积：在步骤（2）得到的刀具基体表面沉积金刚石涂层，得到金刚石涂层刀具。

2.根据权利要求1所述的金刚石涂层刀具的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述Co空层的厚度为1μm～4μm。

3.根据权利要求2所述的金刚石涂层刀具的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述腐蚀处理为先进行碱腐蚀，然后进行酸腐蚀。

4.根据权利要求3所述的金刚石涂层刀具的制备方法，其特征在于，所述碱腐蚀中采用的碱溶液为K₃[Fe(CN)₆]、KOH和H₂O的混合溶液，所述K₃[Fe(CN)₆]、KOH、H₂O的质量比为1∶1∶5～50；所述酸腐蚀中采用的酸溶液为HNO₃、H₂SO₄、HCl、H₃PO₄和H₂O₂中的一种或几种与水的混合溶液，所述酸溶液中水的体积分数为80%～99.5%。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的金刚石涂层刀具的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述Cr/CrN过渡层的厚度为0.2μm～1μm；所述Cr/CrN过渡层中CrN涂层具有（200）晶面择优取向。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的金刚石涂层刀具的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述Cr涂层采用PVD法制备得到；所述PVD法的制备条件为：在氩气气氛中进行沉积，沉积温度200℃～300℃，偏压在-600V～-150V，沉积时间为1h～2h；

所述CrN涂层采用PVD法制备得到；所述PVD法的制备条件为：沉积温度200℃～300℃，偏压在-300V～-150V，沉积时间为6h～12h，反应气体为氮气。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的金刚石涂层刀具的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述金刚石涂层为微米金刚石涂层、纳米金刚石涂层或由微米金刚石涂层和纳米金刚石涂层组成的层状复合涂层；所述微米金刚石涂层中金刚石晶粒度为1μm～8μm；所述纳米金刚石涂层中金刚石晶粒度小于300nm；所述金刚石涂层的厚度为2μm～20μm。

8.根据权利要求7所述的金刚石涂层刀具的制备方法，其特征在于，所述微米金刚石涂层由热丝化学气相沉积法制备得到；所述热丝化学气相沉积法的沉积条件为：热丝温度2000℃～2300℃，压力4kPa～10kPa，沉积时间5h～12h，碳源气体为丙酮或甲烷，反应气体为氢气，所述碳源气体与氢气的体积比为1%～10%；

所述纳米金刚石涂层由热丝化学气相沉积法制备得到；所述热丝化学气相沉积法的沉积条件为：热丝温度2000℃～2300℃，压力0.5kPa～2kPa，沉积时间5h～12h，碳源气体为丙酮或甲烷，反应气体为氢气和氩气；所述碳源气体的体积占总气体体积的2%～6%；所述氢气与所述氩气的体积比为0.5～1.5∶1。

9.根据权利要求1～4中任一项所述的金刚石涂层刀具的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，在沉积所述金刚石涂层之前还包括超声波清洗处理：将步骤（2）中得到的刀具基体放入金刚石悬浮液中进行超声波清洗，所述金刚石悬浮液中金刚石颗粒晶粒度小于3μm，所述超声波清洗时间小于1h。

10.根据权利要求1～4中任一项所述的金刚石涂层刀具的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述刀具基体为WC-Co硬质合金，所述WC-Co硬质合金中Co的质量含量≤6%；所述WC-Co硬质合金中WC晶粒度为0.2μm～2μm。