一种CVD金刚石涂层晶粒纳米化的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108842141A(43)申请公布日2018.11.20(21)申请号201810731997.6(22)申请日2018.07.05(71)申请人四川纳涂科技有限公司地址618000四川省德阳市罗江县经济开发区红玉路(72)发明人黄飞(74)专利代理机构成都众恒智合专利代理事务所(普通合伙)51239代理人陈春华(51)Int.Cl.C23C16/27(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种CVD金刚石涂层晶粒纳米化的方法(57)摘要本发明公开了一种CVD金刚石涂层晶粒纳米化的方法，解决了现有技术中金刚石颗粒粒径只能达到微米级别，抛光困难，抛光成品率低的问题。本发明的方法包括以下步骤：预处理硬质合金拉丝模基体后，将其与热丝排布于CVD真空沉积炉内，抽至极限真空；通入氢气与甲烷；点亮热丝，使热丝的电压提升至设定值；降低氢气流量，提高甲烷流量，反应一段时间；继续降低氢气流量，提高甲烷流量，反应一段时间；再次降低氢气流量，提高甲烷流量，并通入氩气，提高热丝电压，反应一段时间；降低氢气流量，提高甲烷和氩气的流量，反应一段时间；关闭电源和气源，抽至极限真空度后，关闭反应室阀门，自然冷却。本发明能使表面金刚石晶粒呈现纳米级别。CN108842141ACN108842141A权利要求书1/1页1.一种CVD金刚石涂层晶粒纳米化的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.预处理硬质合金拉丝模基体；步骤2.将所述拉丝模基体与热丝排布于CVD真空沉积炉内，抽至极限真空，并保持一段时间；步骤3.第一步反应：向所述CVD真空沉积炉内中通入氢气与甲烷，并调整反应室的压力；点亮所述热丝，使所述热丝的电压提升至设定值，从而使热丝在高温下快速炭化，达到稳定的直线度；步骤4.第二步反应：降低氢气流量，提高甲烷流量，并调整反应室的压力，反应一段时间；步骤5.第三步反应：继续降低氢气流量，提高甲烷流量，并调整反应室的压力，反应一段时间；步骤6.第四步反应：再次降低氢气流量，提高甲烷流量，并通入氩气，调整反应室的压力，提高所述热丝电压，反应一段时间；步骤7.第五步反应：降低氢气流量，提高甲烷和氩气的流量，调整反应室的压力，反应一段时间；步骤8.第五步反应结束后关闭电源和气源，将反应室抽至极限真空度后，关闭反应室阀门，待模具自然冷却后，取出模具进行检测。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中，所述热丝的直径为0.2-0.4mm。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中，抽至极限真空后保持5-15min。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，氢气的流量为1800-2200sccm，甲烷的流量为11-13sccm，并通过调节阀调节反应室内压力并维持在2.5-5KPa。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，所述热丝电压设定为40V，第一步反应时间为1.5-3小时。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤4中，将氢气的流量降低至1400-1600sccm，甲烷的流量提高至13.5-14.5sccm，压力调整为2-4KPa，第二步反应时间为1-3小时。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤5中，将氢气的流量降低至900-1100sccm，甲烷的流量提高至17-19sccm，压力调整为1-3KPa，第三步反应时间为1-3小时。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤6中，将氢气的流量降低至600-800sccm，甲烷的流量提高至22-24sccm，通入氩气，氩气的流量为70-90sccm，压力调整为1-5KPa，热丝电压提高至42V，第四步反应时间为1-3小时。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤7中，将氢气的流量降低至450-550sccm，甲烷的流量提高至27-30sccm，氩气的流量提高为110-130sccm，压力调整为1-1.5KPa，保持42V的热丝电压，第五步反应时间为0.5-1.5小时。2CN108842141A说明书1/4页一种CVD金刚石涂层晶粒纳米化的方法技术领域[0001]本发明属于金刚石涂层技术领域，具体涉及一种CVD金刚石涂层晶粒纳米化的方法。背景技术[0002]金刚石是自然界中最硬的物质，耐磨性好，导热性高及优异的化学稳定性等使其成为磨料和耐磨件的理想材料。但是，单晶金刚石稀有且脆，无法进行高强度的加工，致其应用领域受到限制。CVD金刚石纳米涂层薄膜具有十分接近天然金刚石的硬度、同时具有高的弹性模量、极高的热导率、良好的自润滑性和化学稳定性等优异性能。CVD金刚石涂层技术已经被成熟应用到拉丝模、喷嘴、密封环的生产中，同时切削刀具上CV