[发明专利]一种具有微结构冷却功能的金刚石涂层刀具

摘要

一种适用于钛合金加工的具有微结构冷却功能的金刚石涂层刀具，它利用激光刻蚀以及微细电火花的方法在刀具的刀尖附近及月牙洼区域制备微纹路。通过CVD沉积金刚石涂层，在沉积过程微沟槽边缘会对甲基形成捕捉、吸附作用，形成一个上宽下窄的袋状开口式的管道系统，切削液进入储液池后经过冷却管道从出口流出，将热量带出，有助于形成刀具的深层冷却，防止切削液蒸发，减少切削液用量，改善刀具冷却效果，减小基‑膜体系产生的热应力的产生，同时切削液进入刀具的切削区域，形成润滑膜，减小刀具切削力同时起到减少铁、钛及合金与金刚石反应的概率的作用，并且构槽对金刚石涂层形成“扎根作用”，有利于提高涂层附着力。

主权项

1.一种适用于钛合金加工的具有微结构冷却功能的金刚石涂层刀具，其特征是它采用以下方法制备而成：首先，用激光刻蚀或微细电火花加工技术在刀具的刀尖附近及月牙洼区域制备微纹路，所述的微纹路包括储液池、冷却槽以及切削液出口；其次，将刀具表面进行去钴处理，然后利用乙醇或丙酮溶液清洗，将加工完的刀具放入金刚石粉末丙酮悬浮液中，利用超声清洗机超声植晶20分钟，然后利用乙醇或丙酮超声清洗；第三，利用CVD技术生长金刚涂层；由于CH₄等含碳气源与H₂在高温下被分解产生活性离子，氢离子会刻蚀掉sp2产生的石墨相，形成sp3杂化的C‑C键，制备出金刚石涂层；当活性离子经过冷却槽时，极易被冷却槽的边缘捕捉、吸附形成优先生长的金刚石涂层，随着沉积时间增加，冷却槽上方宽度逐步变窄形成上窄下宽的袋状管道结构；袋状管道结构对金刚石涂层形成宏观“扎根作用”，有利于提高涂层附着力。