金刚石涂层的制备方法及其制得的金刚石涂层、刀具技术

本发明专利技术公开了一种金刚石涂层的制备方法及其制得的金刚石涂层、刀具，涉及金刚石薄膜技术领域。金刚石涂层的制备方法包括以下步骤：用纳米金刚石悬浮液在表面带正/负电荷的基体上进行植晶，并通过热丝化学气相沉积法生长金刚石，得到金刚石涂层；纳米金刚石悬浮液中纳米金刚石颗粒的带电性与基体表面所带电荷相反。本发明专利技术利用静电吸附植晶方式，使分散在溶液中的纳米金刚石颗粒吸附在基体结构件上，通过该方式能大大提高纳米金刚石颗粒在基体上的吸附密度，在基体表面高密度形核，生长后的金刚石涂层附着力强、使用寿命长，涂层粗糙度低、精度高。沉积该涂层的刀具切削寿命久、加工精度高。

Preparation method of diamond coating and diamond coating and cutting tools

【技术实现步骤摘要】
金刚石涂层的制备方法及其制得的金刚石涂层、刀具
本专利技术涉及金刚石薄膜
，具体而言，涉及一种金刚石涂层的制备方法及其制得的金刚石涂层、刀具。
技术介绍
随着工业的快速发展，轻质化、高强度的材料逐渐成为主流，有色金属及合金、玻璃纤维增强塑料、石墨以及陶瓷等新材料在工业中被广泛应用，普通的高速钢和硬质合金刀具难以胜任对这些材料的机械切削加工。同时，随着现代集成系统加工中心、流动机加工车间、计算机集成制造系统的相继问世，机械加工正朝着高精密、高速、高生产率切削的方向发展,对刀具的各种性能也提出了相当高的要求。因此，各种切削加工性能优越的超硬切削刀具的开发研制是必然趋势。金刚石具有极其稳定的物化特性，高的硬度和耐磨性，良好的导热性和低的摩擦系数等优点，不仅能够解决难加工材料的加工和加工精度的问题，而且具有高使用寿命。然而由于天然金刚石数量稀少、价格昂贵和尺寸有限等因素，人们很难利用金刚石的上述优异性能。采用热丝辅助化学气相沉积技术将金刚石薄膜生长在切削工具的表面不仅可以极大提高切削刀具的寿命，极大提高刀具的加工精度，而且不受刀具尺寸形状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金刚石涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n使用纳米金刚石悬浮液在表面带正/负电荷的基体上进行植晶，使分散在悬浮液中的纳米金刚石颗粒吸附在基体上，然后通过热丝化学气相沉积法在吸附有纳米金刚石颗粒的基体上生长金刚石，得到金刚石涂层；/n纳米金刚石悬浮液中纳米金刚石颗粒的带电性与基体表面所带电荷相反。/n

【技术特征摘要】
1.一种金刚石涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
使用纳米金刚石悬浮液在表面带正/负电荷的基体上进行植晶，使分散在悬浮液中的纳米金刚石颗粒吸附在基体上，然后通过热丝化学气相沉积法在吸附有纳米金刚石颗粒的基体上生长金刚石，得到金刚石涂层；
纳米金刚石悬浮液中纳米金刚石颗粒的带电性与基体表面所带电荷相反。


2.按照权利要求1所述的金刚石涂层的制备方法，其特征在于，纳米金刚石悬浮液包括纳米金刚石粉、水和季铵盐型表面活性剂；
纳米金刚石粉在纳米金刚石悬浮液中的质量浓度为0.005-0.5％，季铵盐型表面活性剂在纳米金刚石悬浮液中的浓度为10-7-10-4mol/L，纳米金刚石悬浮液的pH为2-8。


3.按照权利要求2所述的金刚石涂层的制备方法，其特征在于，所述季铵盐型表面活性剂包括具有酰氧基的季铵盐型表面活性剂，优选为具有酰氧基的三甲基卤化铵，优选为C1-C3烷基丙烯酰氧基修饰的三甲基卤化铵，进一步优选为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。


4.按照权利要求1-3任一项所述的金刚石涂层的制备方法，其特征在于，对基体进行腐蚀处理和任选的氢等离子体处理，得到表面带正/负电荷的基体；
优选地，腐蚀处理包括先用碱溶液清洗，再用酸溶液清洗；
优选地，碱溶液中每50mLH2O含3-7gK3[Fe(CN)]6和3-7g碱金属氢氧化物；优选地，酸溶液包括体积比为1:5-15的无机酸和H2O2。


5.按照权利要求4所述的金刚石涂层的制备方法，其特征在于，先对基体进行清洗，然后进行腐蚀处理和任选的氢等离子体处理，再次清洗，得到表面带正/负电荷的基体；
优选地，清洗和再次清洗均独立地包括先用水超声清洗2-5min，再用酮类或醇类溶剂超声清洗5-10min。


6.按照权利要求1-3任一项所述的金刚石涂层的制备方法，其特征在于，植晶的方式为将基体置于纳米金刚石悬浮液中超声吸附；
优选地，超声时间为20-40min，超声功率为3000-...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐永炳，王陶，黄磊，李星星，张文军，李振声，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44