[发明专利]一种拉丝模具内孔制备金刚石涂层的装置

说明书

本发明提供了一种拉丝模内孔制备金刚石涂层的装置，包括真空腔室及样品台、热丝、导流器和多个具有模孔的拉丝模具，样品台包括相对设置的第一端和第二端，拉丝模具间隔卡设在样品台的第一端上，样品台的第二端设有与模孔连通的通孔；样品台上方水平设置有两端连接电极柱的热丝；还包括插入真空腔室内的进气管和排气管，排气管与泵相连；导流器的腔体具有相对设置的第一端和径向尺寸大于第一端的第二端；第一端与进气管相连通，第二端上设有多个与腔体连通的分流管；分流管的出口位于模孔的正上方。采用该装置能避免将热丝穿过模具内孔，将沉积涂层用的反应气体在热丝周围产生的等离子团定向引至拉丝模具的模孔内，实现金刚石涂层的均匀沉积。

技术领域

本发明涉及化学气相沉积金刚石涂层领域，具体涉及一种拉丝模模具内孔制备金刚石涂层的装置。

背景技术

金刚石具有高强的硬度、耐磨性，高导热率及化学稳定性，被视为是切削工具和机械元件的理想涂覆材料，其中，拉丝工艺中，在拉丝模具内沉积金刚石涂层可以提高拉丝模具的使用寿命是提高生产效率和降低生产成本。

生长金刚石涂层的方法很多，主要有热丝化学气相沉积法(HFCVD)、等离子化学气相沉积法等。其中，HFCVD法以其设备较廉价、长膜易控制，生长速度较快而被广泛运用。但目前HFCVD法在拉丝模具内孔沉积金刚石薄膜时，为了增加薄膜的均匀性，多是将热丝穿过拉丝模具的微细内孔。但这样对试样的装卡器提出较高要求，装样较费时，而且沉积完成后进行取样时，必须折断热丝，造成了热丝材料的浪费和成本提高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种拉丝模具内孔制备金刚石涂层的装置，采用该装置可以避免热丝穿过拉丝模的繁琐步骤，可实现在拉丝模具内孔沉积生长均匀的金刚石涂层。

本发明提供了一种拉丝模具内孔制备金刚石涂层的装置，所述装置包括真空腔室，以及设置于真空腔室内的样品台、热丝和多个具有模孔的拉丝模具，其中，所述样品台包括相对设置的第一端和第二端，所述拉丝模具间隔卡设在所述样品台的第一端上，所述样品台的第二端设有通孔，所述拉丝模具的模孔与所述通孔相连通；所述样品台的上方水平设置有热丝，所述热丝的两端分别连接电极柱；

所述装置还设有导流器，以及插入所述真空腔室内的进气管和排气管，所述排气管的出口与一泵相连；所述导流器包括腔体，所述导流器具有相对设置的第一端和第二端，所述第二端大于所述第一端的径向尺寸；所述第一端连接有与所述腔体相连通的进气管，所述第二端上设有多个与所述腔体连通的分流管；所述分流管的出口位于所述模孔的正上方。

其中，所述分流管的出口与所述拉丝模具的模孔共轴线。

其中，所述装置还包括匀气罩，所述匀气罩位于所述样品台的通孔的下方；所述匀气罩包括罩体，所述匀气罩具有相对设置的第一端和第二端，所述匀气罩的第一端连接有与所述罩体相连通的所述排气管。

其中，所述匀气罩的第一端的径向尺寸小于或等于所述第二端的径向尺寸。

其中，所述匀气罩的第二端上设有多个匀气支管，所述匀气支管部分伸入所述样品台的通孔内。

其中，所述样品台的第一端上设有与拉丝模具的外形匹配的凹槽，所述凹槽与所述通孔同轴。

其中，所述热丝的一端固定在一电极柱上，所述热丝的另一端绕接到另一电极柱后与一砝码连接，所述砝码通过一支撑板进行支撑，所述支撑板通过钼螺钉固定在所述另一电极柱上。

其中，所述样品台由相对设置的两根支撑柱进行支撑，所述支撑柱还用于对样品台的高度进行调节。

其中，所述热丝距所述分流管的高度为45-65mm。

其中，所述热丝距所述拉丝模具的高度为8-15mm。