一种CVD金刚石涂层基体表面预处理方法.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CN108823549A(43)申请公布日2018.11.16(21)申请号201810731366.4(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.C23C16/02(2006.01)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金刚石涂层基体表面预处理方法(57)摘要本发明公开了一种CVD金刚石涂层基体表面预处理方法，解决了现有技术中涂层作业时，基体的深层钴原子迁移至基体表层，坏金刚石膜底层结构，降低膜基结合力的问题。本发明的预处理方法包括以下步骤：将硬质合金拉丝模超声波清洗后，烘干，再整齐摆放入石墨坩埚中，将坩埚放置入真空炭化炉，抽至极限真空；通入氢气，加热至设定温度，控制反应压力，反应，反应结束后，关闭氢气，抽真空至极限真空；降低反应室温度，向反应室内通入氧气，控制反应压力，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，待模具自然自然冷却至常温后，取出模具进行检测；检测合格的拉丝模超声植晶，清洗、烘干。本发明设计科学，方法简单。CN108823549ACN108823549A权利要求书1/1页1.一种CVD金刚石涂层基体表面预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.将硬质合金拉丝模用超声波清洗后，烘干，再整齐摆放入石墨坩埚中，将所述坩埚放置入真空炭化炉，抽至极限真空后，并保持一段时间；步骤2.向反应室通入氢气，加热至设定的反应温度，控制反应压力，反应一段时间，反应结束后，关闭氢气，抽真空至极限真空，并保持一段时间；步骤3.降低反应室温度，向反应室内通入氧气，控制反应压力，反应一段时间，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，待模具自然自然冷却至常温后，取出模具进行检测；步骤4.将经步骤3检测合格的拉丝模放入超声波机中进行超声植晶，处理结束后捞出清洗、烘干。2.根据权利要求1所述的一种CVD金刚石涂层基体表面预处理方法，其特征在于，所述步骤1中，将所述硬质合金拉丝模用超声波清洗5-15min，烘干后，检测所述硬质合金拉丝模的洁净度合格后，再整齐摆放入石墨坩埚中。3.根据权利要求2所述的一种CVD金刚石涂层基体表面预处理方法，其特征在于，所述步骤2中，通入氢气的流量为2500-3500sccm，反应温度设定为1100-1200℃，反应压力为4000-5000Pa。4.根据权利要求3所述的一种CVD金刚石涂层基体表面预处理方法，其特征在于，所述步骤3中，将反应室温度降至850-950℃，通入氧气的流量为15-25sccm，反应压力为1100-1300Pa。5.根据权利要求4所述的一种CVD金刚石涂层基体表面预处理方法，其特征在于，所述步骤4中超声植晶的处理时间为8-15min。6.根据权利要求1所述的一种CVD金刚石涂层基体表面预处理方法，其特征在于，所述步骤1中，抽至极限真空后，并保持3-8min。7.根据权利要求6所述的一种CVD金刚石涂层基体表面预处理方法，其特征在于，所述步骤2中，抽至极限真空后，并保持3-8min。8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种CVD金刚石涂层基体表面预处理方法，其特征在于，所述步骤2中的反应时间为1-3小时。9.根据权利要求8所述的一种CVD金刚石涂层基体表面预处理方法，其特征在于，所述步骤3中的反应时间为20-50min。2CN108823549A说明书1/4页一种CVD金刚石涂层基体表面预处理方法技术领域[0001]本发明属于金刚石涂层技术领域，具体涉及一种CVD金刚石涂层基体表面预处理方法。背景技术[0002]CVD金刚石涂层具有超高的硬度、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。经过不断的研究与开发，CVD金刚石涂层的生长机理已经得到充分的论证。CVD金刚石涂层的生长对表面环境有着十分苛刻的要求，尤其表层钴含量。钴具有催石墨化的负面作用，钴元素在高温作用下，催化金刚石形成石墨，在石墨氛围下，金刚石难以大面积生长，金刚石膜生长受阻，会在涂层薄膜表面或底层产生孔洞，降低结合力与成膜质量。氢元素在整个反应中提供刻蚀石墨相的作用，氢气在高温下分解形成氢原子，高能氢原子不断轰击基材表面，专一性地与石墨相C结合，从而起到刻蚀作用。虽然氢元素具有刻蚀作用，但作用有限，无法消除钴元素催石墨化带来的影响，如何通过预处理清除表层钴元素或者阻绝钴元素是当今CVD金刚石涂层研究的一个重要课题。[0003]现有技术中