一种表面具有纳米金刚石薄膜涂层的PCBN刀具及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种表面具有纳米金刚石薄膜涂层的PCBN刀具及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将预处理后的PCBN刀具在纳米金刚石粉中进行干抛至光亮，然后置于基台上，放入微波等离子体化学气相沉积系统中抽真空，抽真空后通入第一反应源气体；开启微波等离子体化学气相沉积系统，微波激发第一反应源气体产生等离子体球，然后通入第二反应源气体开始沉积，沉积完成后得到表面具有纳米金刚石薄膜涂层的PCBN刀具；所述制备方法优化了微波等离子体化学气相沉积工艺，通过调控制备条件，在刀具表面均匀沉积纳米级金刚石涂层，有效提高了金刚石涂层的薄膜质量与稳定性，延长了刀具的使用寿命，具有较好的工业化应用前景。具有较好的工业化应用前景。具有较好的工业化应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种表面具有纳米金刚石薄膜涂层的PCBN刀具及其制备方法


[0001]本专利技术属于超硬材料薄膜制备
，具体涉及一种表面具有纳米金刚石薄膜涂层的PCBN刀具及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，聚晶立方氮化硼(Polycrystalline Cubic Boron Nitride，PCBN)刀具作为一种新型的超硬材料，在现代精密加工中得到了越来越多的应用，尤其是在高速切削、硬态切削、干切削等领域表现出其他刀具材料无法比拟的优越性。PCBN是硬度仅次于金刚石的人工合成物质，但与金刚石刀具不同，PCBN刀具与Fe亲和力差，特别适用于黑色金属的切削加工；与硬质合金刀具相比，PCBN刀具的耐用度是其10倍以上，且在高速切削超高强度材料和化学活性材料时切削力小，在切削过程中不产生积屑瘤；与陶瓷刀具相比，PCBN刀具具有更高的硬度、耐磨性和导热性，更优良的化学稳定性、热稳定性及加工红硬性，并且在特定的切削条件下可以实现以车代磨，使被加工工件获得较高的加工精度和表面质量的同时也大大提高生产效率。但由于PCBN刀具的成本较高，如果不能保证其在加工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面具有纳米金刚石薄膜涂层的PCBN刀具的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将预处理后的PCBN刀具在纳米金刚石粉中进行干抛至光亮，然后置于基台上，放入微波等离子体化学气相沉积系统中抽真空，抽真空后通入第一反应源气体；(2)开启微波等离子体化学气相沉积系统，微波激发第一反应源气体产生等离子体球，然后通入第二反应源气体开始沉积，沉积完成后得到表面具有纳米金刚石薄膜涂层的PCBN刀具。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述预处理包括超声清洗和干燥；优选地，所述超声清洗采用的清洗液为丙酮；优选地，所述超声清洗的时间为8～12min；优选地，所述干燥在恒温干燥箱中进行；优选地，所述干燥的时间不少于4min；优选地，所述干燥的温度为45～55℃。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述纳米金刚石粉的粒径为10～500nm。4.根据权利要求1
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3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述干抛的时间为10～25min。5.根据权利要求1
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4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述第一反应源气体为H2；优选地，步骤(1)所述第二反应源气体为CH4；优选地，所述CH4和H2的气体流量比为(0.5～8):50。6.根据权利要求1
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5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述产生等离子体球的过程中，所述微波的功率为500～700W；优选地，步骤(2)所述产生等离子体球的过程中工作腔的气压为8～12Torr。7.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：王晓飞，邬苏东，李玉磊，任富增，赵予生，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：