沉积CVD金刚石涂层基体除油脱钴方法技术

本发明专利技术提供一种沉积CVD金刚石涂层基体除油脱钴方法，其步骤包括：首先采用无水丙酮溶液浸泡硬质合金基体，得到预处理硬质合金基体；然后采用碱性清洗剂清洗所述预处理硬质合金基体，得到碱洗硬质合金基体；最后依次对所述碱洗硬质合金基体进行喷砂、氧等离子体清洗处理得到硬质合金除油基体，然后采用含有高氯酸的混合酸对所述硬质合金除油基体进行酸洗脱钴处理，从而得到洁净的沉积CVD金刚石涂层基体制得洁净的沉积CVD金刚石涂层基体。该方法步骤简单、除油效率高清洗彻底，并能提高金刚石薄膜与基体的附着力。同时在对硬质合金基体酸洗脱钴处理步骤后不需要再对其进行碱处理，对硬质合金刀具刃口损伤小，提高了该刀具的锋利度。

Method for removing oil and cobalt by depositing CVD diamond coating substrate

The invention provides a method of depositing CVD diamond coating substrate, oil removal cobalt removal method, which comprises the following steps: firstly, using anhydrous acetone solution and the hard alloy substrate, by pretreatment of cemented carbide substrate; then using alkaline cleaning agent and the pretreatment of cemented carbide substrate, the alkali washing cemented carbide substrate; finally turn on the alkali cleaning hard alloy substrate by sandblasting, oxygen plasma cleaning of hard alloy matrix is then used to remove oil, containing perchloric acid mixed acid on the hard alloy matrix degreasing pickling cobalt-etched treatment, resulting in deposition of CVD diamond coated substrate CVD diamond coating substrate prepared clean clean. The method has the advantages of simple steps, high cleaning efficiency and high oil refining efficiency, and can improve the adhesion of the diamond film and the substrate. At the same time, it does not need to be treated by alkali treatment after the cobalt removal process of the cemented carbide substrate, and the cutting edge of the cemented carbide cutting tool is small.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及涂层
，具体的说，涉及了一种沉积CVD金刚石涂层基体除油脱钴方法。
技术介绍
CVD金刚石薄膜涂层刀具是利用化学气相沉积的方法在韧性好，强度高的硬质合金基体上沉积一定厚度金刚石薄膜制造而成的，CVD金刚石薄膜涂层刀具兼具了硬质合金金刚石薄膜的性能。金刚石涂层刀具因其制备工艺简单，成本较低，而且可以做成各种复杂的几何形状得到广泛的应用。特别是在加工有色金属及合金、纤维增强塑料、纤维增强金属以及石墨、陶瓷等新材料领域，具有高速工具钢和硬质合金刀具所不具备的优势地位。但现有的涂层制备工艺中，存在因CVD金刚石薄膜涂层刀具基体与CVD金刚石薄膜之间的附着力不强，造成CVD金刚石薄膜很难与基体形成紧密结合界面，直接影响着涂层刀具的使用性能。为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种除油效果好、能显著提高硬质合金基体表面洁净度，从而提高CVD金刚石薄膜与硬质合金基体附着力的沉积CVD金刚石涂层基体除油脱钴方法。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种沉积CVD金刚石涂层基体除油脱钴方法，其步骤包括：基体除油：首先采用无水丙酮溶液浸泡硬质合金基体，得到预处理硬质合金基体；然后采用碱性清洗剂清洗所述预处理硬质合金基体，得到碱洗硬质合金基体；最后依次对所述碱洗硬质合金基体进行喷砂、氧等离子体清洗处理得到硬质合金除油基体；酸洗脱钴处理：采用含有高氯酸的混合酸对所述硬质合金除油基体进行酸洗脱钴处理1分钟～5分钟，从而得到洁净的沉积CVD金刚石涂层基体。基于上述，所述含有高氯酸的混合酸由体积比为10：5：（1～2）：（80～100）的浓硝酸、浓盐酸、高氯酸和去离子水混合而成。基于上述，所述基体除油处理步骤中具体包括以下分步骤：丙酮浸泡：采用无水丙酮溶液浸泡所述硬质合金基体1小时～2小时得到所述预处理硬质合金基体；清洗剂超声清洗：在温度为40℃～50℃条件下，将所述预处理硬质合金基体在浓度为3%～8%的所述碱性清洗剂中超声清洗20分钟～50分钟得到所述碱洗硬质合金基体；喷砂处理：将所述碱洗硬质合金基体进行喷砂处理，得到喷砂硬质合金基体；等离子体清洗处理：采用氧等离子体清洗机对所述喷砂硬质合金基体进行氧等离子体清洗3分钟～5分钟，得到所述硬质合金除油基体。基于上述，所述丙酮浸泡的分步骤还包括将无水丙酮溶液浸泡后的所述硬质合金基体进行去离子水清洗处理，得到所述预处理硬质合金基体。基于上述，所述清洗剂超声清洗的分步骤还包括将碱性清洗剂清洗后的所述预处理硬质合金基体进行去离子水清洗处理的步骤。基于上述，所述喷砂处理分步骤包括采用粒度为100目～150目的碳化硅粉体，在喷砂气压为1.5×106Pa～3×106Pa的条件下对所述碱洗硬质合金基体进行喷砂处理1分钟～2分钟，得到所述喷砂硬质合金基体。基于上述，所述等离子体清洗处理的分步骤还包括将所述喷砂硬质合金基体进行去离子水清洗处理的步骤。该沉积CVD金刚石涂层基体除油脱钴方法中，首先采用丙酮溶液浸泡硬质合金基体，使得残留在所述硬质合金基体上的污渍充分得到软化和侵蚀,然后再采用碱性清洗剂对其进行超声清洗处理，利用碱性清洗剂和超声震动的共同作用下，将附着在硬质合金基体上的污垢彻底清洗掉。随后对碱洗硬质合金基体进行喷砂处理，利用磨料对合金基体表面的冲击和磨削作用，使工件表面具有一定的清洁度和粗糙度，也使合金基体表面活动一定的压应力，提高了合金基体表面的抗疲劳性，增加了合金基体与涂层之间的附着力，延长了涂膜的耐久性，且喷砂处理还起到一定的除锈作用。喷砂后采用氧等离子清洗机对喷砂后的硬质合金基体做最终清洗，效率高且清洗彻底，并提高了硬质合金表面活性，从而提高金刚石薄膜与基体的附着力。最后采用含强氧化性的高氯酸组成的混合酸对所述硬质合金除油基体进行酸洗脱钴处理，从而提高脱钴的效率。同时利用高氯增加了脱钴溶液的强氧化性，使得酸洗脱钴后的合金基体表面更加洁净并使其充分得到活化，进一步提高了硬质合金基体与涂层之间的结合力。本专利技术相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本专利技术采用阶梯式清洗除油工艺，清洗更彻底，从而保证了硬质合金基体无油污残留。同时在清洗过程中碱性清洗剂的用量少，碱洗时间短且碱性清洗剂可重复利用，一方面降低了清洗剂对硬质合金基体的损伤，同时也避免了清洗剂残留在硬质合金基体上；进一步的该方法采用氧等离子清洗机对硬质合金基体做活化清洗，效率高且清洗彻底，并提高了硬质合金表面活性，从而提高金刚石薄膜与基体的附着力。且在对基体酸洗脱钴处理步骤中不需要再对其进行碱处理，对刃口的损伤小，提高了硬质合金刀具刃口的锋利度。具体实施方式下面通过具体实施方式，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。实施例1本实施例提供一种沉积CVD金刚石涂层基体除油脱钴方法，其步骤包括：丙酮浸泡：采用无水丙酮溶液浸泡硬质合金基体2小时，经去离子水清洗后得到预处理硬质合金基体；清洗剂超声清洗：在温度为50℃条件下，将所述预处理硬质合金基体在浓度为8%的碱性清洗剂中水浴超声清洗30分钟，并经去离子水水浴超声清洗4次后得到碱洗硬质合金基体；其中，控制每次去离子水水浴超声清洗时间为10分钟；喷砂、等离子体清洗处理：首先将所述碱洗硬质合金基体进行喷砂处理，经去离子水水浴超声清洗5次后得到喷砂硬质合金基体；其中，控制每次去离子水水浴超声清洗时间为20分钟；然后采用氧等离子体清洗机对喷砂硬质合金基体进行氧等离子体清洗5分钟得到硬质合金除油基体；酸洗脱钴：采用由体积比为10：5：2：80的浓硝酸、浓盐酸、高氯酸和去离子水组成的混合酸对所述硬质合金除油基体进行酸洗脱钴处理5分钟，从而得到洁净的沉积CVD金刚石涂层基体。实施例2本实施例提供一种沉积CVD金刚石涂层基体除油脱钴方法，具体步骤与实施例1中的步骤大致相同，不同之处在于：采用无水丙酮溶液浸泡所述硬质合金的浸泡时间为1.5小时；本实施例所用的碱性清洗剂的浓度为5%，采用碱性清洗剂对所述预处理硬质合金基体的水浴超声处理时间为20分钟。实施例3本实施例提供一种沉积CVD金刚石涂层基体除油脱钴方法，具体步骤与实施例1中的步骤大致相同，不同之处在于：采用无水丙酮溶液浸泡所述硬质合金的浸泡时间为1小时。对比例1本对比例提供一种沉积CVD金刚石涂层基体除油脱钴方法，其步骤包括：采用加有清洁剂的自来水对硬质合金基体进行超声波清洗15分钟，去除刀具表面油污；并用流动的自来水冲洗刀具表面残留的清洁剂；然后依次采用无水丙酮和去离子水分别对其进行超声波清洗15分钟，去除刀具表面残留的污渍；最后对其进行真空烘干处理，从而得到洁净的沉积CVD金刚石涂层基体。性能测试分别对实施例1～3和对比例1制得的所制得的洁净的沉积CVD金刚石涂层基体装卡在化学气相沉积真空室的旋转支架上进行镀覆厚度均为0.2微米的金刚石薄膜得到CVD金刚石涂层刀具；并对四种CVD金刚石涂层刀具的维氏硬度、层间结合力进行检测，检测结果如表1所示。由表中可以看出，实施例1～3所制得CVD金刚石涂层刀具的基体与金刚石薄膜均具有较强的层间结合力，同时实施例1～3所制得CVD金刚石涂层刀具还具有较高的维氏硬度。从而证明了，实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沉积CVD金刚石涂层基体除油脱钴方法，其步骤包括：基体除油：首先采用无水丙酮溶液浸泡硬质合金基体，得到预处理硬质合金基体；然后采用碱性清洗剂清洗所述预处理硬质合金基体，得到碱洗硬质合金基体；最后依次对所述碱洗硬质合金基体进行喷砂、氧等离子体清洗处理得到硬质合金除油基体；酸洗脱钴处理：采用含有高氯酸的混合酸对所述硬质合金除油基体进行酸洗脱钴处理1分钟～5分钟，从而得到洁净的沉积CVD金刚石涂层基体。

【技术特征摘要】
1.一种沉积CVD金刚石涂层基体除油脱钴方法，其步骤包括：基体除油：首先采用无水丙酮溶液浸泡硬质合金基体，得到预处理硬质合金基体；然后采用碱性清洗剂清洗所述预处理硬质合金基体，得到碱洗硬质合金基体；最后依次对所述碱洗硬质合金基体进行喷砂、氧等离子体清洗处理得到硬质合金除油基体；酸洗脱钴处理：采用含有高氯酸的混合酸对所述硬质合金除油基体进行酸洗脱钴处理1分钟～5分钟，从而得到洁净的沉积CVD金刚石涂层基体。2.根据权利要求1所述的沉积CVD金刚石涂层基体除油脱钴方法，其特征在于，所述含有高氯酸的混合酸由体积比为10：5：（1～2）：（80～100）的浓硝酸、浓盐酸、高氯酸和去离子水混合而成。3.根据权利要求1或2所述的沉积CVD金刚石涂层基体除油脱钴方法，其特征在于，所述基体除油处理步骤中具体包括以下分步骤：丙酮浸泡：采用无水丙酮溶液浸泡所述硬质合金基体1小时～2小时得到所述预处理硬质合金基体；清洗剂超声清洗：在温度为40℃～50℃条件下，将所述预处理硬质合金基体在浓度为3%～8%的所述碱性清洗剂中超声清洗20分钟～50分钟得到所述碱洗硬质合金基体；喷砂处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：王聚云，
申请(专利权)人：富耐克超硬材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41