一种金刚石复合涂层的制备方法与流程

本发明涉及耐磨涂层领域，具体为一种金刚石复合涂层的制备方法。

背景技术：

1、金刚石复合涂层具有硬度高、弹性模量高、导热率高、耐磨性好、化学稳定性好，以及摩擦系数低、热膨胀系数低等优点，被广泛应用在非金属硬脆材料以及有色金属的精密加工中。

2、目前，制备金刚石复合涂层主要采用气相沉积法和复合电镀法，气相沉积法由于发生了高温化学反应，固相金刚石颗粒与高温熔融金属相产生了热分解与溶解作用，使得金刚石颗粒在涂层中的保留效果不太理想，复合电镀法虽然避免了高温化学反应，能够将硬度高的金刚石相保留到涂层中，但是由于金刚石相与金属相的界面结合性能差异，导致复合涂层的性能不理想。

技术实现思路

1、发明目的：针对上述技术问题，本发明提出了一种金刚石复合涂层的制备方法。

2、所采用的技术方案如下：

3、一种金刚石复合涂层的制备方法：

4、将金属基材置于第一电镀液中进行一次电镀后再置于第二电镀液中进行二次电镀，最后经过高温热处理即可，所述第二电镀液中含有金刚石微粉。

5、进一步地，所述一次电镀和二次电镀时的电流密度为0.5-3a/cm2，时间为10-60min。

6、进一步地，所述金属基材经过预处理，预处理方法如下：

7、对金属基材表面进行磨抛处理，磨抛处理后再用有机溶剂和去离子水分别进行超声清洗，最后用热氮气吹干。

8、进一步地，所述金刚石微粉经过金属离子注入处理。

9、进一步地，所述金属离子为ti和/或y，优选为ti和y。

10、进一步地，所述第一电镀液的组成如下：

11、六水合硫酸镍180-200g/l、六水合氯化镍30-40g/l、丁炔二醇0.1-0.5g/l、十二烷基硫酸钠0.1-0.5g/l、edta 1-3g/l、硼酸10-20g/l、柠檬酸钠10-20g/l、余量为水。

12、进一步地，所述第二电镀液的组成如下：

13、六水合硫酸镍180-200g/l、六水合氯化镍30-40g/l、丁炔二醇0.1-0.5g/l、十二烷基硫酸钠0.1-0.5g/l、edta 1-3g/l、聚乙二醇1-5g/l、硼酸10-20g/l、柠檬酸钠10-20g/l、金刚石微粉50-100g/l、余量为水。

14、进一步地，所述聚乙二醇的分子量≥1000。

15、进一步地，所述金刚石微粉的粒径≤5μm。

16、进一步地，高温热处理的温度为500-700℃，时间为1-3h。

17、本发明的有益效果：

18、本发明提供了一种金刚石复合涂层的制备方法，ti和y作为活性元素，具有较好亲碳能力，与金刚石胎体有良好的浸润性，对金刚石微粉进行离子注入处理，能够大大改善金刚石微粉的金属相容性，使的金刚石相与金属粘结相的界面结合性能差异变小，两者间的结合性能得到提高，并且生成碳化钛或碳化钇纳米晶，能够进一步提高金刚石微粉的抗磨性能，虽然金刚石微粉只有一侧的投影面积得到离子注入处理，但是经过测试验证，离子注入处理无论是对金刚石复合涂层的硬度和耐磨性能都有很大提升，聚乙二醇的加入可以提高电镀液对金刚石微粉的润湿性能，从而使得涂层中金刚石微粉的团聚，分布的更加均匀、致密，而且还可以控制所得到的镍颗粒的形貌和尺寸，从而使得复合涂层的表面更加光滑、平整，经过测试，本发明所制备的金刚石复合涂层具有极高的硬度和优异的耐磨性能。

技术特征：

1.一种金刚石复合涂层的制备方法，其特征在于，将金属基材置于第一电镀液中进行一次电镀后再置于第二电镀液中进行二次电镀，最后经过高温热处理即可，所述第二电镀液中含有金刚石微粉。

2.如权利要求1所述金刚石复合涂层的制备方法，其特征在于，所述一次电镀和二次电镀时的电流密度为0.5-3a/cm2，时间为10-60min。

3.如权利要求1所述金刚石复合涂层的制备方法，其特征在于，所述金属基材经过预处理，预处理方法如下：

4.如权利要求1所述金刚石复合涂层的制备方法，其特征在于，所述金刚石微粉经过金属离子注入处理。

5.如权利要求4所述金刚石复合涂层的制备方法，其特征在于，所述金属离子为ti和/或y。

6.如权利要求5所述金刚石复合涂层的制备方法，其特征在于，所述第一电镀液的组成如下：

7.如权利要求5所述金刚石复合涂层的制备方法，其特征在于，所述第二电镀液的组成如下：

8.如权利要求7所述金刚石复合涂层的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量≥1000。

9.如权利要求7所述金刚石复合涂层的制备方法，其特征在于，所述金刚石微粉的粒径≤5μm。

10.如权利要求7所述金刚石复合涂层的制备方法，其特征在于，高温热处理的温度为500-700℃，时间为1-3h。

技术总结本发明涉及耐磨涂层领域，具体为一种金刚石复合涂层的制备方法，将金属基材置于第一电镀液中进行一次电镀后再置于第二电镀液中进行二次电镀，最后经过高温热处理即可，所述第二电镀液中含有金刚石微粉，经过测试，本发明所制备的金刚石复合涂层具有极高的硬度和优异的耐磨性能。技术研发人员：黄迪,曹晓君受保护的技术使用者：湖南良诚新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13