选择性沉积金刚石涂层的方法技术

本发明专利技术涉及用于生产选择性金刚石涂覆的基材的方法，其中所述选择性金刚石涂覆的基材包含：基材(1)，其具有包含硬质合金材料的表面并具有被选定进行涂覆的基材表面区域(10)和未被选定进行涂覆的基材表面区域(20)；和沉积在被选定进行涂覆的所述基材表面区域(10)上的一个或多个金刚石涂层(30)，其中，所述方法包括以下步骤：第一掩蔽步骤，其在实施所述一个或多个化学预处理步骤之前实施，其中在所述第一掩蔽步骤中，通过施加胶乳掩模(50)来掩蔽未被选定进行涂覆但可能在所述一个或多个化学预处理步骤的实施期间受到化学侵蚀的所述基材表面区域(20)，所述胶乳掩模(50)覆盖这些区域(20)以避免这些区域(20)中的基材材料受到任何化学侵蚀；掩模移除步骤，其在实施所述一个或多个化学预处理步骤之后和在实施所述一个或多个涂覆步骤之前进行，其中完全移除所述胶乳掩模(50)，第二掩蔽步骤，其在实施所述一个或多个涂覆步骤之前实施，其中在所述第二掩蔽步骤中，用一个或多个掩蔽罩(60)覆盖从其上移除所述胶乳掩模(50)并且未被选定进行涂覆但可能在所述一个或多个涂覆步骤的实施期间被一个或多个金刚石涂层(30)涂覆的所述基材表面区域(20)，以避免任何金刚石涂层(30)沉积在这些区域上。积在这些区域上。积在这些区域上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】选择性沉积金刚石涂层的方法
描述
[0001]本专利技术涉及用于在基材上获得金刚石涂层的选择性沉积的方法，所述方法包括掩蔽步骤，其中通过施加胶乳掩模来掩蔽基材表面的区域，所述区域未被选定进行涂覆但可能在一个或多个化学预处理步骤的实施期间受到化学侵蚀，以使胶乳掩模覆盖需要防止受到任何化学侵蚀影响的基材材料区域。
[0002]胶乳掩模在本专利技术的情况中特别是包含橡胶或由橡胶组成的材料的掩模。
[0003]在本专利技术的情况中，胶乳掩模是由胶乳固化成橡胶而得的材料的掩模。
[0004]在本专利技术的情况中，例如，天然胶乳(其包含天然橡胶)可用于生产胶乳掩模。但是，本专利技术不仅限于使用天然胶乳。
[0005]一般而言，术语“胶乳”也可用于指代包含天然橡胶的分散体或甚至用于直接指代天然橡胶(在德语中，用于指代“天然橡胶”的术语是：“Naturkautschuk”或简称为“Kautschuk”)。
[0006]有时在说德语的国家中，词语“Silikone”用于指代“胶乳”。
和现有技术
[0007]为了在硬质合金(cemented carbide)(也称为碳化钨)的基材上沉积金刚石涂层，通常通过从WC
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Co复合物(由碳化钨和钴复合或主要包含碳化钨和钴)中除去Co粘合剂(钴粘合剂)来化学预处理待涂覆的基材表面，如例如Karner等人在US 6,096,377 A中所描述。在这一步骤后，为了确保金刚石涂层的生长和涂层沉积过程中的足够附着力，对化学预处理的基材进行接种，即通过摩擦接触用金刚石粉末成核，例如在具有金刚石粉末悬浮液的超声浴中，如例如Karner等人在US 6,096,377 A中所提到。
[0008]具体地，US 6,096,377 A中描述的方法涉及用金刚石膜涂覆烧结金属碳化物(即具有Co粘合剂的碳化钨烧结金属)的基材的方法，其中该方法可如下实现：
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Co蚀刻，
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碳化钨蚀刻，
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金刚石粉末成核，
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金刚石涂覆，或
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碳化钨蚀刻，
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金刚石粉末成核，
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Co蚀刻，
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金刚石涂覆，或
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碳化钨蚀刻
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Co蚀刻
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金刚石粉末成核
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金刚石涂覆。
[0009]在US 6,096,377 A中进一步建议了使用合适的化学体系以分别实现选择性碳化钨蚀刻和选择性Co蚀刻。此类合适的化学体系在例如DE 19 522 372 A1中提到。
[0010]特别地，为了在硬质合金基材，例如硬质合金工具上沉积金刚石涂层，通常对待涂覆的基材表面进行化学预处理，以至少从硬质合金材料(下文也称为WC
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Co复合材料)中除去Co粘合剂。通常将硬质合金基材浸入适当的酸以及碱性溶液中以实施上述化学预处理步骤，并在此之后，将该硬质合金基材浸入或暴露于超声浴中的金刚石粉末悬浮液中以实施接种步骤。现有技术的缺点
[0011]为了实施这种预处理步骤和接种步骤，以及为了随后实施金刚石涂层的沉积，当待涂覆的基材表现出复杂的几何并且基材表面只有一些区域(下文也称为：选定区域或选定部分)待进行预处理并随后涂覆时，存在巨大的挑战。
[0012]在这样的情况下，其中待涂覆的基材表面不应该被完全涂覆而是选择性涂覆，上述标准或常规预处理步骤、接种步骤和涂覆方法无法以简单的方式完成。
[0013]在本说明书的情况中，术语“选择性涂覆”将用于指代其中基材的表面仅被部分涂覆的情况。换言之，仅选择基材表面的一些选定区域(或一些选定“部分”)进行预处理并用金刚石涂层涂覆。本专利技术的目标
[0014]本专利技术的目标是至少部分避免或克服上述缺点，提供在生态上和经济上有利的用于金刚石涂层的沉积的方法，并进一步提供用于使得在选定基材表面上可以沉积金刚石涂层而不损害涂层质量并且也不损伤非待涂覆的基材表面的方法。本专利技术的描述
[0015]通过提供如下所述和如权利要求1中所要求保护的用于获得选择性金刚石涂覆的基材的方法来实现本专利技术的目标。本专利技术的进一步特征和细节可由相应的从属权利要求、说明书和附图得出。
[0016]本专利技术提供生产选择性金刚石涂覆的基材的方法，其中所述选择性金刚石涂覆的基材包含：
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基材，其具有包含硬质合金材料的表面并具有被选定进行涂覆的基材表面区域和未被选定进行涂覆的基材表面区域，和
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沉积在被选定进行涂覆的基材表面区域上的一个或多个金刚石涂层，所述方法包括以下步骤：
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一个或多个化学预处理步骤，其中从基材表面中包含的硬质合金材料中除去Co粘合剂，和
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一个或多个涂覆步骤，其中将一个或多个金刚石涂层沉积在被选择进行涂覆的基材表面区域上，其中所述方法进一步包括以下步骤：
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第一掩蔽步骤，在实施所述一个或多个化学预处理步骤之前实施，其中在所述第一掩蔽步骤中，通过施加胶乳掩模来掩蔽未被选定进行涂覆但可能在所述一个或多个化学预处理步骤的实施期间受到化学侵蚀的基材表面区域，所述胶乳掩模覆盖这些区域以避免这些区域中的基材材料受到任何化学侵蚀，
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掩模移除步骤，在实施所述一个或多个化学预处理步骤之后和在实施所述一个或多个涂覆步骤之前实施，其中完全移除所述胶乳掩模，
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第二掩蔽步骤，在实施所述一个或多个涂覆步骤之前实施，其中在所述第二掩蔽步骤中，用一个或多个掩蔽罩(masking
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covers)覆盖从其上移除胶乳掩模并且未被选定进行涂覆但可在所述一个或多个涂覆步骤的实施期间被一个或多个金刚石涂层涂覆的基材表面区域，以避免任何金刚石涂层在这些区域上的沉积。
[0017]掩蔽罩可由适用于实施金刚石涂覆工艺，例如适用于实施通过使用化学气相沉积(CVD)技术或等离子体辅助化学气相沉积(PA_CVD)技术的金刚石涂覆工艺的任何材料制成。它是指不会对涂覆过程和涂层质量产生负面影响的任何材料。
[0018]优选地，所述一个或多个掩蔽罩由铜和/或不锈钢制成，或由主要包含铜和/或不锈钢的材料制成。
[0019]换言之，本专利技术提供在具有复杂几何的基材(下文也称为复杂几何部件)上实现选择性区域化学预处理和选择性区域金刚石沉积的方法，其中不应进行化学预处理和金刚石涂覆的区域受到保护。
[0020]本专利技术人惊讶于使用本专利技术的方法获得的非常好的结果。
[0021]本专利技术人认为，使用根据本专利技术的胶乳掩模掩蔽基材表面区域以避免这些区域的不需要的化学预处理是非常合适和有效的，因为胶乳掩模无孔、不透水、不与用于实施上述化学预处理的化学溶液反应并在实施任何化学预处理之后可以容易地移除(甚至容易通过手、用手指移除)。在这种情况下使用的典型化学溶液是例如Lee等人在专利文献US 5,700,518 A中或还有Haubner等人在发表于Journal de Phy本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于生产选择性金刚石涂覆的基材的方法，其中所述选择性金刚石涂覆的基材包含：
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基材(1)，其具有包含硬质合金材料的表面并具有被选定进行涂覆的基材表面区域(10)和未被选定进行涂覆的基材表面区域(20)，和
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沉积在被选定进行涂覆的所述基材表面区域(10)上的一个或多个金刚石涂层(30)，所述方法包括以下步骤：
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一个或多个化学预处理步骤，其中从所述基材表面中包含的所述硬质合金材料中除去Co粘合剂，和
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一个或多个涂覆步骤，其中将一个或多个金刚石涂层(30)沉积在被选定进行涂覆的所述基材表面区域(10)上，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤：
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第一掩蔽步骤，其在实施所述一个或多个化学预处理步骤之前实施，其中在所述第一掩蔽步骤中，通过施加胶乳掩模(50)来掩蔽未被选定进行涂覆但可能在所述一个或多个化学预处理步骤的实施期间受到化学侵蚀的所述基材表面区域(20)，所述胶乳掩模(50)覆盖这些区域(20)以避免这些区域(20)中的基材材料受到任何化学侵蚀，
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掩模移除步骤，其在实施所述一个或多个化学预处理步骤之后和在实施所述一个或多个涂覆步骤之前进行，其中完全移除所述胶乳掩模(50)，
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第二掩蔽步骤，其在实施所述一个或多个涂覆步骤之前实施，其中在所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：O，
申请(专利权)人：欧瑞康表面解决方案股份公司，普费菲孔，
类型：发明
国别省市：