一种低温沉积CVD金刚石涂层的聚晶金刚石复合片的方法技术

本发明专利技术涉及一种低温沉积CVD金刚石涂层的聚晶金刚石复合片的方法，包括以下步骤：(1)制备聚晶金刚石复合片基底；(2)将化学气相沉积装置的反应腔室抽真空，通入由氢气与甲烷组成的混合气体，进行形核处理；(3)将聚晶金刚石复合片基底放入反应腔室中，通入由氢气、甲烷和二氧化碳组成的混合气体，进行化学气相沉积；(4)沉积完成后，关闭甲烷与二氧化碳，保持氢气流量不变，进行刻蚀处理，即得到低温沉积有CVD金刚石涂层的聚晶金刚石复合片。与现有技术相比，本发明专利技术可以避免因高温高压条件下催化剂的促石墨化作用以及所引起的高温热膨胀系数的差异，导致聚晶金刚石复合片失效，从而提高聚晶金刚石复合片使用寿命，减少换钻频率等。减少换钻频率等。减少换钻频率等。

【技术实现步骤摘要】
一种低温沉积CVD金刚石涂层的聚晶金刚石复合片的方法


[0001]本专利技术属于材料涂层
，涉及一种低温沉积CVD金刚石涂层的聚晶金刚石复合片的方法。

技术介绍

[0002]金刚石涂层是21世纪的一种新型功能材料，具有高强度、高摩擦磨损性能、高热导率和化学稳定性，有广泛的应用前景。目前，公认的金刚石涂层沉积方法主要为化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition,CVD)，然而限制金刚石涂层技术产业化发展的主要问题是涂层韧性不足，导致涂层与基体容易脱落。
[0003]金刚石钻头的金刚石磨损，可以分为脆性破裂，研磨磨损，热磨损和脱粒。先是胎体中粘结金属被磨损，因为粘接金属的硬度和耐磨性比骨架材料低得多，同时容易被岩石颗粒所磨损。粘接金属的磨损进而造成骨架材料和金刚石的脱落，又会进一步研磨胎体，导致胎体进一步磨损，从而造成金刚石钻头的失效。
[0004]聚晶金刚石配方多种多样，用途也多种多样，选择合适的基底配方，获得良好基底+金刚石涂层膜基结合强度是我们需要解决的关键问题。专利US4211294A钻头胎体由本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温沉积CVD金刚石涂层的聚晶金刚石复合片的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备聚晶金刚石复合片基底；(2)将化学气相沉积装置的反应腔室抽真空，通入由氢气与甲烷组成的混合气体，进行形核处理；(3)将聚晶金刚石复合片基底放入反应腔室中，通入由氢气、甲烷和二氧化碳组成的混合气体，进行化学气相沉积；(4)沉积完成后，关闭甲烷与二氧化碳，保持氢气流量不变，进行刻蚀处理，即得到低温沉积有CVD金刚石涂层的聚晶金刚石复合片。2.根据权利要求1所述的一种低温沉积CVD金刚石涂层的聚晶金刚石复合片的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的聚晶金刚石复合片基底通过以下方法制备而成：取金刚石微粉与金属合金混合，其中，金刚石微粉由粒度25～30目的微粒和粒度40～50目的微粒按照质量比1:1混合而成；金属合金中的组分组成为：WC 54～58wt％，Co 3～7wt％，Cu 28～34wt％，Sn 5～15wt％，采用粉末冶金的方法在高温高压下烧结，即得到聚晶金刚石复合片基底。3.根据权利要求2所述的一种低温沉积CVD金刚石涂层的聚晶金刚石复合片的方法，其特征在于，金刚石微粉与金属合金的质量比为4:1。4.根据权利要求2所述的一种低温沉积CVD金刚石涂层的聚晶金刚石复合片的方法，其特征在于，烧结过程具体为：在5GPa，1000～1200℃条件下进行烧结，保温时间为5～15min，降温到800℃出炉，空冷至室温。5.根据权利要求2所述的一种低温沉积CVD金刚石涂层的聚晶金刚石复合片的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：简小刚，胡吉博，彭薪颖，杨天，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：