一种用于钨丝表面的金刚石涂层及其制备方法与流程

本发明属于合金涂层，具体涉及一种用于钨丝表面的金刚石涂层及其制备方法。

背景技术：

1、钨丝主要应用于劈刀加工内孔成型中，是重要的仿形工具。由于劈刀的材质为陶瓷，具有硬度高、难加工的特性，且容易存在剥落的情况，故对仿形工具的要求极其高。钨丝的工艺要求精度+/-1度，表面断裂低于5μm，表面粗糙度低于0.3um。现有的钨丝，材质为钨钢，其主要作用是利用其形状来打磨陶瓷劈刀的内孔。内孔打磨使用仿形加工的方式，但内孔的工艺对内孔的大小，内孔面的质量，内孔的尺寸稳定性要求高，要求内孔的表面不允许出现裂纹，划痕，剥落，或者高低不平的情况，尺寸精度要求做在1μm的范围内。

2、劈刀的内孔做成圆柱形，其关键参数是内孔的表面的直线度和光滑度，钨丝在仿形加工过程中，由于其硬度远远低于陶瓷，故其表面很容易被磨损，磨损后的钨丝，其形态不能继续保持，会直接造成劈刀的内孔尺寸大2μm以上，且内孔表面粗糙。

技术实现思路

1、针对背景技术中存在的问题，本发明一目的在于提供一种用于钨丝表面的金刚石涂层。

2、本发明的另一目的在于提供一种用于钨丝表面的金刚石涂层的制备方法。

3、实现本发明一目的而采用的技术方案为：一种用于钨丝表面的金刚石涂层，所述金刚石涂层设置在钨丝表面并设置有中间过渡层，所述中间过渡层为氮化铬铝层，所述氮化铬铝层厚度为0.5～3μm，所述金刚石涂层厚度为5～10μm。

4、优选的，本发明所述氮化铬铝层和金刚石层通过气相沉积法制得，具体步骤为：

5、1）对钨丝表面进行粗糙度处理，粗糙度达到0.5μm以下后进行脱脂清洗和碳氢处理，最后对处理后的钨丝表面进行装炉；所述脱脂清洗，具体是将钨丝置于脱脂剂中浸泡后用热水清洗，所述脱脂剂为浓度10～20g/l氢氧化钠溶液、15～20g/l碳酸钠溶液、5～10g/l三聚磷酸钠溶液的混合溶液，所述氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液与三聚磷酸钠溶液的体积比为3：1：1；

6、2）进行氮化铬铝层沉积，先进行第一次抽真空；炉内加热，进行第二次抽真空；对钨丝表面进行离子清洗；保持炉内温度不变，并向炉内通入氮气，钛靶通电运行进行氮化铬铝沉积；关闭氮气阀、氩气阀和钛靶电源，进行第三次抽真空；

7、3）沉积金刚石涂层，打开石墨靶电源和高低偏压，打开氩气阀，进行金刚石沉积。

8、实现本发明另一目的而采用的技术方案为：一种用于钨丝表面的金刚石涂层的制备方法，其包括制备步骤如下：

9、1）对钨丝表面进行粗糙度处理，粗糙度达到3μm以下后进行脱脂清洗和碳氢处理，最后对处理后的钨丝表面进行装炉；所述脱脂清洗，具体是将钨丝置于脱脂剂中浸泡后用热水清洗，所述脱脂剂为浓度10～20g/l氢氧化钠溶液、15～20g/l碳酸钠溶液、5～10g/l三聚磷酸钠溶液的混合溶液，所述氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液与三聚磷酸钠溶液的体积比为3：1：1；所述碳氢处理，具体是将脱脂后的钨丝置于碳氢清洗剂中浸泡，所述碳氢清洗剂，其构成组分及其重量百分比为c12h26 60%、c3h3f5 20%和c2h5oh 20%；

10、2）进行氮化铬铝层沉积，先进行第一次抽真空，真空度不低于6×10-3pa；炉内加热，进行第二次抽真空，真空度不低于6×10-5pa；对钨丝表面进行离子清洗；保持炉内温度不变，并向炉内通入氮气，钛靶通电运行进行氮化铬铝沉积；关闭氮气阀、氩气阀和钛靶电源，进行第三次抽真空，真空度不低于4×10-5pa；

11、3）沉积金刚石涂层，打开石墨靶电源和高低偏压，打开氩气阀，进行金刚石沉积。

12、与现有技术相比，本发明的技术优点在于：

13、本发明制备的金刚石表面涂层，表面平整，且表面无裂纹、夹杂和气孔。

14、本发明制备的金刚石表面涂层，稳定性好。和现有的工艺相比，仿形后的陶瓷劈刀产品100%符合工艺要求，且形态不发生改变，钨丝的使用寿命增加，使用寿命达1500次。

技术特征：

1.一种用于钨丝表面的金刚石涂层，其特征在于：所述金刚石涂层设置在钨丝表面并设置有中间过渡层，所述中间过渡层为氮化铬铝层，所述氮化铬铝层厚度为0.5～3μm，所述金刚石涂层厚度为5～10μm。

2.根据权利要求1所述的一种用于钨丝表面的合金涂层，其特征在于：所述氮化铬铝层和金刚石层通过气相沉积法制得，具体步骤为：

3.根据权利要求2所述的一种用于钨丝表面的合金涂层，其特征在于：所述碳氢处理，具体是将脱脂后的钨丝置于碳氢清洗剂中浸泡，所述碳氢清洗剂，其构成组分及其重量百分比为c12h26 60%、c3h3f5 20%和c2h5oh 20%。

4.根据权利要求2所述的一种用于钨丝表面的合金涂层，其特征在于：所述第一次抽真空，真空度不低于6×10-3pa；所述第二次抽真空，真空度不低于6×10-5pa；所述第三次抽真空，真空度不低于4×10-5pa。

5.一种制备如权利要求1所述用于钨丝表面金刚石涂层的方法，其特征在于：包括制备步骤如下：

技术总结本发明属于合金涂层技术领域，具体涉及一种用于钨丝表面的金刚石涂层及其制备方法。所述金刚石涂层设置在钨丝表面并设置有中间过渡层，所述中间过渡层为氮化铬铝层，所述氮化铬铝层厚度为0.5～3μm，所述金刚石涂层厚度为5～10μm。本发明制备的金刚石表面涂层，稳定性好。和现有的工艺相比，仿形后的陶瓷劈刀产品100%符合工艺要求，且形态不发生改变，钨丝的使用寿命增加，使用寿命达1500次。技术研发人员：洪从叶,宋晨晨受保护的技术使用者：苏州芯合半导体材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20