[发明专利]一种硬质合金刀具表面复合金刚石薄膜涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种硬质合金刀具表面复合金刚石薄膜涂层的制备方法，包括以下步骤：S1、将硬质合金刀具进行预处理，得到预处理硬质合金刀具；S2、在预处理硬质合金刀具表面进行热丝化学气相沉积处理，得到到物料A；S3、将物料A置于丙酮中超声洗涤，干燥，然后浸泡于Al₂O₃溶胶中，取出后干燥，再浸泡于SiO₂溶胶中，取出后进行热处理，得到硬质合金刀具表面复合金刚石薄膜涂层。本发明提出的一种硬质合金刀具表面复合金刚石薄膜涂层的制备方法，金刚石薄膜与硬质合金刀具基体之间附着强度高，有效提高刀具切削效率及延长刀具使用寿命。

技术领域

本发明涉及金刚石涂层技术领域，尤其涉及一种硬质合金刀具表面复合金刚石薄膜涂层的制备方法。

背景技术

CVD金刚石薄膜具有接近天然金刚石的硬度、高的弹性模量、极高的热导率、良好的自润滑性和化学稳定性等性能，在切削刀具和耐磨器件的制备方面得到广泛应用。金刚石薄膜的研究主要作为外表面涂层材料，一般为各类金干事涂层刀具以及支撑器件。目前，金刚石涂层刀具存在金刚石薄膜与刀具基体之间附着强度不高，刀具切削效率低和使用寿命短的缺陷，这是目前急需解决的问题。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种硬质合金刀具表面复合金刚石薄膜涂层的制备方法，金刚石薄膜与硬质合金刀具基体之间附着强度高，有效提高刀具切削效率及延长刀具使用寿命。

本发明提出的一种硬质合金刀具表面复合金刚石薄膜涂层的制备方法，包括以下步骤：

S1、将硬质合金刀具进行预处理，得到预处理硬质合金刀具；

S2、在预处理硬质合金刀具表面进行热丝化学气相沉积处理，得到到物料A；

S3、将物料A置于丙酮中超声洗涤，干燥，然后浸泡于Al₂O₃溶胶中，取出后干燥，再浸泡于SiO₂溶胶中，取出后进行热处理，得到硬质合金刀具表面复合金刚石薄膜涂层。

优选地，S1中，预处理步骤如下：将硬质合金刀具用砂纸打磨，然后置于酸性溶液A中超声处理10-12min，再置于碱性溶液B中超声处理6-8min，用丙酮清洗后置于金刚石微粉丙酮悬浊液中超声振荡15-18min，清洗干燥后得到预处理硬质合金刀具。

优选地，酸性溶液A由高锰酸钾溶液与双氧水按体积比为1.5-3:1组成。

优选地，碱性溶液B由浓度为18-25wt％氢氧化钠水溶液和浓度为2-5wt％氢氧化钙水溶液按体积比为3-5:1组成。

优选地，金刚石微粉丙酮悬浊液中金刚石微粉由粒度为4μm和粒度为8μm两部分按重量比为2-4:1-1.5组成。

优选地，S2中，热丝化学气相沉积参数如下：热丝温度为2300-2350℃，衬底温度为730-760℃，衬底摆动角为90°-180°，每分钟摆动3-4次，热丝与衬底之间的距离为6.5-8mm，甲烷流量为10-12sccm、氢气流量为600-700sccm，氩气流量200-220sccm，反应室内工作压力为150-200KPa，沉积时间为35-40min。

优选地，S3中，将物料A置于丙酮中超声洗涤，在80-90℃干燥，然后浸泡于Al₂O₃溶胶中1-2min，取出后在60-65℃干燥3-5min，再浸泡于SiO₂溶胶中1-2min。

优选地，S3中，热处理具体过程如下：将物料以1-2℃/min升温至90-95℃，保温35-45min，再以6-8℃/min升温至720-760℃，保温40-50min，再空冷至室温。