[发明专利]金刚石薄膜自支撑圆形窗口试样的制备方法

摘要

一种硬质合金基体上金刚石薄膜自支撑圆形窗口试样的制备方法，是基于金刚石薄膜和硬质合金材料在导电性能方面存在的巨大差别，创造性地采用电解加工技术进行自支撑圆形窗口的制备。应用数控电解加工机床，以带有金刚石薄膜的硬质合金基体作为阳极，以1Cr18Ni9Ti的不锈钢材料圆柱为阴极，阴极以0.1～10mm/min的速度向硬质合金基体进给，以维持两极间具有0.05～1mm的恒定微小间隙。两极间施加6～24V的直流电压，配制的电解液以6～60m/s的速度从两极的缝隙中高速流过。经电解加工制备的金刚石薄膜自支撑圆形窗口试样能较好地满足窗口形状精度的控制要求，从而为金刚石涂层工具的制备及其产业化应用提供科学依据，具有显著的经济效益。

主权项

1.一种硬质合金基体上金刚石薄膜自支撑圆形窗口试样的制备方法，其特征在于该方法是基于金刚石膜和硬质合金材料在导电性能方面存在的巨大差别，采用独特电解加工技术精确制备金刚石薄膜自支撑圆形窗口试样，该制备方法包括：[1]首先采用电子增强热丝CVD法在硬质合金基体上沉积金刚石薄膜，将经过表面抛光处理后的硬质合金基体置于电子增强CVD反应室中，采用φ0.6毫米的钽丝作为热灯丝并用耐高温弹簧拉直，反应室抽真空后通入反应气体(氢气和丙酮)，涂层工艺参数为：反应室压力0.5-2KPa，反应气体总流量200-400毫升/分，丙酮/氢气的体积比为2％-6％，灯丝温度为2000℃，偏流为1A，经过4小时后，得到厚约10微米的金刚石薄膜涂层；[2]采用型号为DK3722PC数控电解加工机床作为装夹、给进机构，将沉积有金刚石薄膜的硬质合金基体作为阳极，装夹固定在数控电解加工机床下端；[3]根据实际需要的圆形窗口尺寸，采用1Cr18Ni9Ti的不锈钢材料制作圆柱，作为工具阴极，将其装夹固定在数控电解加工机床的上端；[4]配比电解液，其配方为：酒石酸钠(113克/升)+NaOH(35克/升)+NaCl(68克/升)；[5]将数控电解加工机床上装夹好的阳极及阴极置放于盛有电解液的容器中，阴极以0.1～10mm/min的速度向硬质合金基体进给，以维持两极间具有0.05～1mm的恒定微小间隙，两极间施加6～24V的直流电压，电解液以6～60m/s的速度从两极的缝隙中高速流过；[6]当孔底硬质合金材料逐渐被溶解而达到膜基界面时，适当控制进给速度，以免工具阴极接触金刚石薄膜，由于金刚石薄膜不导电，所以最终将获得圆形金刚石薄膜自支撑窗口。