[发明专利]一种合金刀具表面金刚石梯度膜及其制备方法

摘要

一种合金刀具表面金刚石梯度膜及其制备方法，所述的金刚石梯度膜包括若干层微米晶金刚石薄膜和一层纳米晶金刚石薄膜，刀具基体表面向外依次为若干层微米晶金刚石薄膜和一层纳米晶金刚石薄膜，且各层金刚石膜晶粒尺寸由内向外依次减小。制备方法包括以下步骤：取合金刀具，对基体进行预处理后，置于金刚石悬浮液中进行道具表面接种处理，接种处理后取出，进行干燥处理；将干燥处理后的刀具基体置于热丝化学气相沉积设备的真空腔室内，在所述的刀具基体表面依次沉积生长若干层微米晶金刚石薄膜和一层纳米晶金刚石薄膜。该方法制备的金刚石梯度模晶粒结构均匀变化，内应力小，金刚石薄膜与合金刀具基体的结合强度高，刀具工作寿命大幅提高。

主权项

1.一种合金刀具表面金刚石梯度膜的制备方法，其特征在于，所述的金刚石梯度膜包括3~5层微米晶金刚石薄膜和一层纳米晶金刚石薄膜，所述的微米晶金刚石薄膜晶粒尺寸为1~5μm，所述的纳米晶金刚石薄膜晶粒尺寸为10~100nm，刀具基体表面向外依次为3‑5层微米晶金刚石薄膜和1层纳米晶金刚石薄膜，且各层金刚石膜晶粒尺寸由内向外呈梯度依次减小；制备方法具体包括以下步骤：(1)取合金刀具，对基体进行预处理后，置于金刚石悬浮液中进行刀具表面接种处理，接种处理后取出，进行干燥处理；(2)将干燥处理后的刀具基体置于热丝化学气相沉积设备的真空腔室内，在所述的刀具基体表面依次沉积生长3‑5层微米晶金刚石薄膜和1层纳米晶金刚石薄膜，其中：沉积所述的3~5层微米晶金刚石薄膜与1层纳米晶金刚石薄膜的工艺条件为：真空室气压为3~5kPa，加热温度2000~2600℃，基底温度750~850℃，甲烷浓度为1~5%，气流量400~800sccm，加热丝与基底上表面间距8~12mm，相邻加热丝排布间距为5~20mm，且甲烷浓度随着金刚石薄膜层的沉积呈递增趋势。