[发明专利]一种CVD金刚石厚膜-陶瓷复合片钎焊刀具及其制备方法

权利要求书

1.一种CVD金刚石厚膜-陶瓷复合片钎焊刀具的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、喷砂和植晶：将氮化硅陶瓷基体表面先通过喷砂粗化，然后进行超声波植晶，得到预处理过的氮化硅陶瓷基体，所述喷砂采用粒径为100-180μm SiC砂，植晶采用粒径为1-5μm的金刚石微粉；

S2、沉积金刚石厚膜：采用微波化学气相沉积法，在预处理过的氮化硅陶瓷基体的表面沉积金刚石厚膜得到CVD金刚石厚膜-陶瓷复合片；所述金刚石厚膜的厚度为100-150μm，所述金刚石厚膜为微米/纳米晶粒复合金刚石厚膜；所述微米/纳米晶粒复合金刚石厚膜中，纳米晶粒金刚石膜层作为复合金刚石厚膜的起始层，微米晶粒金刚石膜层作为结束层，纳米晶粒金刚石膜层和微米晶粒金刚石膜层交替生长，每层生长时间为5h，总生长时间24-40h；其中，纳米层的沉积工艺参数为：微波功率3.0kW，反应气压14kPa，氢气流量300sccm，甲烷流量50sccm，氮气流量1.2sccm，基体温度850～900℃，沉积速率为3μm/h；微米层的沉积工艺参数为：微波功率3.5kW，反应气压20kPa，氢气流量400sccm，甲烷流量40sccm，基体温度850-900℃，生长速率为5.4μm/h；

S3、机械抛光：将CVD金刚石厚膜-陶瓷复合片上的CVD金刚石厚膜进行机械抛光；

S4、激光切割：将机械抛光后的CVD金刚石厚膜-陶瓷复合片激光切割成所需形状；

S5、真空钎焊和刃磨：将激光切割后的CVD金刚石厚膜-陶瓷复合片，真空钎焊至硬质合金刀体上，然后通过刃磨制成CVD金刚石厚膜-陶瓷复合片钎焊刀具。

2.根据权利要求1所述的CVD金刚石厚膜-陶瓷复合片钎焊刀具的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述喷砂采用粒径为100-180μm SiC砂，喷砂压力为0.1-0.2MPa，喷砂时间为10-20s。

3.根据权利要求1所述的CVD金刚石厚膜-陶瓷复合片钎焊刀具的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述超声波植晶的方法为：将表面喷砂粗化后的氮化硅陶瓷基体浸入金刚石微粉悬浊液中，超声波震荡植晶20-30min，然后用去离子水和丙酮依次进行超声清洗，所述金刚石微粉悬浊液由粒径为1-5μm的金刚石微粉和甲醇配制而成。

4.根据权利要求1所述的CVD金刚石厚膜-陶瓷复合片钎焊刀具的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述机械抛光的方法为：使用铸铁抛光盘，15μm金刚石微粉作为磨料，抛光后表面粗糙度低于50nm。

5.根据权利要求1所述的CVD金刚石厚膜-陶瓷复合片钎焊刀具的制备方法，其特征在于，步骤S5中，所述真空钎焊选用的焊料为银、铜、铟和钛组成的焊料。

6.一种CVD金刚石厚膜-陶瓷复合片钎焊刀具，其特征在于，采用权利要求1至5任一项所述的CVD金刚石厚膜-陶瓷复合片钎焊刀具的制备方法制备而成。