实施晶态碳沉积加工前的处理工艺的制作方法

文档序号:12585282阅读:633来源:国知局

本发明涉及一种物质的表面处理工艺,尤其涉及一种在对物质实施晶态碳沉积加工前,对物质表面进行处理的工艺。



背景技术:

沉积主要指悬浮在液体中的固体颗粒的连续沉降,属于一种自然现象。该现象被应用于加工制造领域,以实现产品的加工和制造,如:气相沉积,是利用气相中发生的物理、化学过程,在工件表面形成功能性或装饰性的金属、非金属或化合物涂层。按照成膜机理,气相沉积又可分为化学气相沉积、物理气相沉积和等离子体气相沉积等几种。

在采用沉积技术在工件表面形成各种涂层前,技术人员还需要对工件表面进行前处理,比如:用酸、碱或水等进行清洗,再经喷砂和烘烤等步骤。

酸碱清洗工件的目的在于增加涂层在金属表面的结合力,常见的清洗方式如:一步酸、一步碱或二步酸碱。在实践中,酸碱清洗难以实现规模化应用,且酸碱物质对环境亦有较强的污染,在获得酸碱试剂方面,也正在受到法律的管制,因此有必要寻找一种替代的技术方案以实施表面处理,以满足沉积技术应用的需要。



技术实现要素:

本发明的一个目的在于提供一种实施晶态碳沉积加工前的处理工艺,以提高工艺对环境的友好性,便于实际应用。

本发明的另一个目的在于提供一种粉体,以替代现有的处理工艺,满足沉积技术,尤其是气相沉积技术应用的需要。

本发明提供的一种实施晶态碳沉积加工前的处理工艺,其步骤包括:先用有机溶剂(如:但不仅限于乙醇、甲醇和乙醚等)清洗(如:擦洗、刮洗和洗刷等)工件表面,再用双氧水处理工件表面(如:浸泡5分钟~250分钟)。

本发明提供的实施晶态碳沉积加工前的处理工艺,其使用双氧水进行表面处理后,还采用依次将工件水中进行清洗工件、干燥工件、将工件于加热炉内加热至700℃~1,300℃,以及冷却工件等步骤。

本发明提供的另一种实施晶态碳沉积加工前的处理工艺,包括如下步骤:

步骤一,用有机溶剂(如:但不仅限于乙醇、甲醇和乙醚等)清洗(如:擦洗、刮洗和洗刷等)工件表面;

步骤二,用双氧水处理工件表面(如:浸泡15分钟~250分钟);

步骤三,清洗工件;

步骤四,将工件置入容器中进行超声波震荡5分钟~50分钟;

步骤五,干燥工件;

步骤六,将置入加热炉的工件加热(如:抽真空或注入保护性气体后加温)至700℃~1,300℃;

步骤七,冷却工件。

本发明提供的另一种实施晶态碳沉积加工前的处理工艺,包括如下步骤:

步骤一,用有机溶剂(如:但不仅限于乙醇、甲醇和乙醚等)清洗(如:擦洗、刮洗和洗刷等)工件表面后进行水洗;

步骤二,用双氧水处理工件表面(如:浸泡5分钟~250分钟),并用水清洗;

步骤三,对工件进行喷砂处理后,再次用有机溶剂清洗;

步骤四,清洗工件;

步骤五,将工件置入容器中进行超声波震荡5分钟~50分钟;

步骤六,干燥工件;

步骤七,将工件置入加热炉加热(如:抽真空或注入保护性气体后加温)700℃~1,000℃;

步骤八,冷却工件。

本发明提供的工艺,用双氧水处理工件表面过程中,优先选择浸泡30分钟~250分钟。期间,还采用加温至40℃~250℃,尤其是60℃~100℃。此外,在双氧水中还加入用于硬质合金化学退涂的退涂粉,以增强处理效果。

本发明提供的工艺,清洗工件还包括先将工件置入去污剂(Detergent)清洗后再将工件于水中清洗,采用的清洗方式如:但不仅限于超声清洗。

本发明提供的工艺,超声波震荡优先选择的超声波震荡时间为5分钟~120分钟。超声波震荡还优先选择乙醇为溶剂,加入直径小于0.05mm的金刚石颗粒,尤其是直径小于0.001mm的金刚石颗粒。在超声震荡,还包括将超声波震荡后的工件置入水中浸泡1分钟~50分钟,优先选择7分钟~15分钟,如:但不仅限于7分钟、8分钟、9分钟、10分钟、11分钟、12分钟、13分钟、14分钟和15分钟。

本发明提供的工艺,其中喷砂工艺采用本领域的常规技术,压力小于1MPa,优先选择0.05MPa~0.2MPa。可用的材料如:但不仅限于金刚石、石英、玻璃、钢、橡胶、硅、碳化硅和二氧化硅等。喷砂处理还依次包括:清除残留在喷砂处理后工件表面的颗粒,以及用有机溶剂清洗。

本发明提供的工艺,优先选择在加热炉内将工件加热至700℃~1,000℃。

本发明提供的工艺,晶态碳为sp3键连接为主的碳的晶体(如:金刚石),即碳原子通过sp3键连接构成的同素异形体晶体

本发明技术方案实现的有益效果:

本发明提供的实施晶态碳沉积加工前的处理工艺,不再使用酸碱试剂,减少了治污成本,增强了工艺的可操作性和规模化。

本发明提供的工艺适用于实施晶态碳(如:金刚石)沉积加工工件,与不做涂层的硬质合金工件向对比,以加工金属材料判断其耐摩擦性,以加工金属铝材料测量铝屑对工件的粘 结性以判断表面光洁度。经检测,各个工件的耐摩擦性提高了30%以上。

具体实施方式

以下详细描述本发明的技术方案。本发明实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

实施例1

步骤一,用乙醇擦洗工件表面;

步骤二,用加入退涂粉(参见CN201510424538.X)的双氧水浸泡工件15分钟~250分钟;

步骤三,清洗工件;

步骤四,将工件置入盛有容器中进行超声波震荡5分钟~50分钟;

步骤五,干燥工件;

步骤六,将置入加热炉的工件加热至700℃~1,300℃;

步骤七,冷却工件。

采用化学气相沉积在工件表面沉积金刚石层,制得表面结合金刚石的工件1。

实施例2

步骤一,用乙醇擦洗工件表面后进行水洗;

步骤二,用双氧水浸泡工件30分钟~250分钟后;

步骤三,用去污剂超声清洗工件后,再将工件于水中进行超声清洗;

步骤四,以乙醇为溶剂,加入直径小于0.05mm的金刚石颗粒,将工件置入盛有容器中进行超声波震荡7分钟~15分钟,然后置入水中浸泡1分钟~50分钟;

步骤五,干燥工件;

步骤六,将置入加热炉,抽真空后将工件加热至700℃~1,000℃;

步骤七,冷却工件。

采用化学气相沉积在工件表面沉积金刚石层,制得表面结合金刚石的工件2。

实施例3

步骤一,用乙醇擦洗工件表面;

步骤二,用加入退涂粉的双氧水浸泡工件15分钟~250分钟;

步骤三,对工件进行喷砂处理(压力小于1MPa),之后清除残留在喷砂处理后工件表面的颗粒;

步骤四,用去污剂超声清洗工件后,再将工件于水中进行超声清洗;

步骤五,将工件置入容器中进行超声波震荡1分钟~30分钟;

步骤六,干燥工件;

步骤七,将置入加热炉,注入保护性气体后将工件加热至700℃~1,000℃;

步骤八,冷却工件。

采用化学气相沉积在工件表面沉积金刚石层,制得表面结合金刚石的工件3。

实施例4

步骤一,用乙醇擦洗工件表面;

步骤二,用双氧水浸泡工件30分钟~250分钟后;

步骤三,对工件进行喷砂处理(压力为0.05MPa~0.2MPa),之后清除残留在喷砂处理后工件表面的颗粒,再次用有机溶剂清洗;

步骤四,用去污剂超声清洗工件后,再将工件于水中进行超声清洗;

步骤五,以乙醇为溶剂,加入直径小于0.001mm的金刚石颗粒,将工件置入盛有容器中进行超声波震荡10分钟~20分钟;

步骤六,干燥工件;

步骤七,将置入加热炉,注入保护性气体后将工件加热至700℃~1,000℃;

步骤八,冷却工件。

采用化学气相沉积在工件表面沉积金刚石层,制得表面结合金刚石的工件4。

实施例5

将制得的工件1、工件2、工件3和工件4,与不做涂层的硬质合金工件向对比,以加工金属材料判断其耐摩擦性,以加工金属铝材料测量铝屑对工件的粘结性以判断表面光洁度。经检测,各个工件的耐摩擦性提高了30%以上。

实施例6

传统酸碱法前处理,处理500支12mm硬质合金棒料前端30mm部分,需要处理约2L含金属离子的强酸强碱废液。应用本实施例的工艺加工同样数量的料棒,约消耗5L双氧水,加入金属离子捕捉剂并静置后自然变为水和沉淀物,有利于节能和环保。

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