本发明专利技术公开了一种适用于切削工具的超细晶金刚石涂层的制备方法，在１５０Ａ～２５０Ａ的电弧电流下，向沉积反应室内通入氩气Ａｒ、氢气Ｈ↓［２］和甲烷ＣＨ↓［４］三种气体，反应气体ＣＨ↓［４］在电弧的作用下产生碳Ｃ自由基，在一定的温度条件下碳Ｃ自由基在切削工具基体表面转换成金刚石晶粒。通常的金刚石涂层晶粒较为粗大（４～１０μｍ），本发明专利技术通过控制沉积反应室内的温度（６００℃～１０００℃）、工作压力（０．９ｍｂａｒ～２ｍｂａｒ）、气体流量、沉积时间（３～３０ｈ）等工艺参数，从而控制金刚石晶粒生长，得到大约为０．３～１μｍ晶粒细小的金刚石涂层，从而使得涂有该金刚石涂层的切削工具性能更佳、加工寿命更长。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及切削工具的涂层，特别是涉及一种应用于切削工具上的适用于切 削工具的超细晶金刚石涂层的制备方法。技术背景切削工具涂层处理是提高切削工具性能的重要途径之一，涂层切削工具具有 表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、磨擦系数小和热传导率低等特性，切削时可比未涂层切削工具提高寿命3一5倍以上，提高切削速度 20o/(T70°/o，提高加工精度0.5—1级，降低切削工具消耗费用20%一50%。切削工 具的表面涂层技术作为市场需求而发展起来的一项优质表面改性技术，由于该项 技术可使切削工具获得优良的综合机械性能，不仅可有效地提高切削工具使用寿 命，而且还能大幅度地提高机械加工效率，因此该项技术己与材料、加工工艺并 称为切削工具制造的三大关键技术。金刚石具有高硬度、髙导热率、低摩擦系数、 低热膨胀系数、高耐磨性等一系列特性，是最理想的工具材料之一，但天然金刚 石在地球上的含量极少，造价昂贵，且不易制成任意形状，因而限制了它的应用。 由于，金刚石具有极好的物理性能，通过在形状复杂的刀具、模具、钻头等工件 表面沉积上一层很薄的金刚石薄膜，可提高工件的使用性能，并满足一些特殊条 件的需求。因此，现有技术中是采用化学气相沉积(CVD)方法来制备金刚石涂 层，化学气相沉积(CVD)方法制备的硬质合金金刚石涂层刀具将金刚石与刀具 有机的结合起来，较好的解决了刀具的硬度、强度和韧性之间的矛盾，但是，现 有技术中制备出来的金刚石涂层的平均晶粒为4 10pm，晶粒较粗大，而且表面 光洁度不好，韧性差，抗冲击性能较弱。这样，就影响了金刚石涂层切削工具的 切削寿命，将这种金刚石涂层用于切削加工，比如用于切削AISi (17%)合金， 当切削AISi (17Q/c)合金至138m时，刀尖处涂层就已经大面积脱落。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足，提供一种适用于切削工具的超细晶 金刚石涂层的制备方法，所形成的涂层具有表面光洁度高、晶粒细密、涂层与基 体粘结更牢固的特点，从而使得涂有该超细晶金刚石涂层的切削工具性能更佳、 加工寿命更长。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是 一种适用于切削工具的超细晶 金刚石涂层的制备方法，它包括如下步骤a. 将切削工具基体装入沉积反应室内；b. 将沉积反应室抽成真空状态； C.在沉积反应室内形成磁场；d. 向安装在沉积反应室内的阴极、阳极之间施加高电流直流电弧以及向沉积反应室的空间内通入氩气Ar、氢气H2和甲垸CH4三种气体； 其中，施加的电弧电流为150A 250A; 通入的甲垸CH4/氢气H2的比例为0.5 10o/0; 通入的氩气Ar流量为2000 4000sccm;e. 在沉积反应室中，气体CH4在电弧的作用下会产生碳C自由基，在一定 的温度条件下碳C自由基转换成超细金刚石沉积在切削工具基体的表面；其中，沉积反应室内的温度为600'C 1000'C; 工作压力为0.9mbar 2 mbar; 沉积时间为3 30h。 所述金刚石超细晶粒为0.3 1ym。所述沉积反应室内的磁场由安装在沉积反应室外的线圈产生。 本专利技术的，是利用气体 CH4在电弧的作用下会产生碳C自由基，在一定的温度条件下碳C自由基在切削 工具基体表面转换成金刚石超细晶粒沉积在切削工具基体表面。本专利技术的有益效果是，由于采用了化学气相沉积(CVD)方法来制备金刚石涂层，且在沉积过程中，通过调节电弧电流、温度、压力、CH4/H2比例、沉积 时间等重要工艺参数，使制作出来的金刚石涂层晶粒小于lMm,所形成的金刚石 涂层具有表面光洁度高、晶粒细密、涂层与基体粘结更牢固的特点，从而涂有该 金刚石涂层的切削工具性能更佳、加工寿命更长，使用寿命可以提高5 10倍。 由该方法制成的涂层，其晶粒细小，仅为0.3 1ym,涂层的致密性大为提高， 将这种金刚石涂层刀具用于切削加工AISi (17Q/q)合金的实验，当切削至1595 m 时，刀具几乎没有磨损。 以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细说明；但本专利技术的一种适用于 切削工具的超细晶金刚石涂层的制备方法不局限于实施例。附图说明图1是金刚石涂层设备的构造示意图。具体实施方式实施例一，参见图1所示，本专利技术的一种适用于切削工具的超细晶金刚石涂 层的制备方法，是采用金刚石涂层设备进行制作，设备选用BALZERS公司的 BAI730D金刚石涂层设备，制备时，包括如下步骤步骤a.将切削工具基体S装入沉积反应室内；步骤b.将沉积反应室抽成真空状态；步骤C.在沉积反应室内形成磁场；其中，沉积反应室内的磁场由安装在沉积反应室外的线圈C1、线圈C2产生；线圈C1装在沉积反应室的上部，线圈C2 装在沉积反应室的下部，分别对线圈C1、线圈C2通电后，则在沉积反应室内就 形成磁场；步骤d.向安装在沉积反应室内的阴极B、阳极A之间施加高电流直流电弧 以及向沉积反应室内通入氩气Ar、氢气H2和甲烷CH4三种气体； 其中，施加的电弧电流为200A; 通入的甲烷ch4/氢气H2的比例为4%; 通入的氩气Ar流量为3000sccm;步骤e.在沉积反应室中，气体CH4在电弧的作用下会产生碳C自由基，在 一定的温度条件下碳C自由基转换成超细金刚石沉积在切削工具基体的表面； 其中，沉积反应室内的温度(即上所述的一定的温度条件)为800'C; 工作压力为1.5 mbar; 沉积时间为18h。由上述制备方法所形成的金刚石涂层的金刚石超细晶粒为0.3~1ym。实施例二，本专利技术的， 与实施例一的不同之处在于步骤d中.向安装在沉积反应室内的阴极B、阳极A之间施加高电流直流电 弧以及向沉积反应室内通入氩气Ar、氢气H2和甲烷CH4三种气体；其中，施加的电弧电流为150A;通入的甲烷CH4/氢气H2的比例为0.50/0;通入的氩气Ar流量为2000sccm;步骤e中.在沉积反应室中，气体CH4在电弧的作用下会产生碳C自由基， 在一定的温度条件下碳C自由基转换成超细金刚石沉积在切削工具基体的表面； 其中，沉积反应室内的温度(即上所述的一定的温度条件)为600'C; 工作压力为0.9 mbar; 沉积时间为30h。实施例三，本专利技术的， 与实施例一的不同之处在于步骤d中.向安装在沉积反应室内的阴极B、阳极A之间施加高电流直流电 弧以及向沉积反应室的空间内通入氩气Ar、氢气H2和甲烷CH4三种气体；其中，施加的电弧电流为180A;通入的甲烷CH4/氢气H2的比例为10/0;通入的氩气Ar流量为2500sccm;步骤e中.在沉积反应室中，气体CH4在电弧的作用下会产生碳C自由基，一种提高海藻糖提取收率的方法
本专利技术属于制糖工业
，涉及一种提高功能糖收率的方法。技术背景海藻糖的生产在国内外均采用淀粉转化为麦芽糖进而转化为海藻糖，然后利用结晶分离的方式制备。其制备包括以下步骤淀粉转化生成麦芽糖，然后 由嗜热菌产生的麦芽糖/海藻糖酶，将麦芽糖转化为海藻糖，然后向海藻糖液中 加入粉末活性炭，浸泡搅拌后板框过滤，经离子交换、浓缩得到含糖量在80% 的海藻糖浆，将其置于结晶罐中，经缓慢结晶后，再重新溶入去离子水，重新 结晶干燥，最后得到海藻糖含量在98%以上的成品。该工艺中由于受到酶转化平 衡关系的影响，反应混合液中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于切削工具的超细晶金刚石涂层的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤：ａ．将切削工具基体装入沉积反应室内；ｂ．将沉积反应室抽成真空状态；ｃ．在沉积反应室内形成磁场；ｄ．向安装在沉积反应室内的阴极、阳极之 间施加高电流直流电弧以及向沉积反应室内通入氩气Ａｒ、氢气Ｈ↓［２］和甲烷ＣＨ↓［４］三种气体；其中，施加的电弧电流为１５０Ａ～２５０Ａ；通入的甲烷ＣＨ↓［４］／氢气Ｈ↓［２］的比例为０．５～１０％；通入的氩气Ａｒ流量 为２０００～４０００ｓｃｃｍ；ｅ．在沉积反应室中，气体ＣＨ↓［４］在电弧的作用下会产生碳Ｃ自由基，在一定的温度条件下碳Ｃ自由基沉积到切削工具基体表面转换成多晶金刚石薄膜；其中，沉积反应室内的温度为６００℃～１０００℃； 工作压力为０．９ｍｂａｒ～２ｍｂａｒ；沉积时间为３～３０ｈ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘浩，王春芳，吴高潮，陈金铃，
申请(专利权)人：厦门金鹭特种合金有限公司，国家钨材料工程技术研究中心，
类型：发明
国别省市：92[中国|厦门]
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