一种具有金刚石/碳化硅复合涂层的工具及其制备方法与流程

文档序号:12646393阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种具有金刚石/碳化硅复合涂层的工具,其特征在于,包括工具基体,以及设置在所述基体上的多层涂层结构,所述多层涂层结构包括碳化硅/金刚石复合涂层,以及金刚石涂层,自基体表面向上,所述碳化硅/金刚石复合涂层和金刚石涂层依次交替排布形成多层结构,且所述多层涂层结构的顶层为金刚石涂层。

2.如权利要求1所述的具有金刚石/碳化硅复合涂层的工具,其特征在于,所述多层涂层结构的总厚度为2-10μm。

3.如权利要求1所述的具有金刚石/碳化硅复合涂层的工具,其特征在于,每一层所述碳化硅/金刚石复合涂层的厚度为0.1-2μm,所述碳化硅/金刚石复合涂层中,碳化硅晶粒的大小为纳米级别,金刚石晶粒的大小为纳米或微米级别。

4.如权利要求1所述的具有金刚石/碳化硅复合涂层的工具,其特征在于,每一层所述金刚石涂层的厚度为0.1-2μm,所述金刚石涂层中,金刚石晶粒为纳米或微米级别。

5.如权利要求1所述的具有金刚石/碳化硅复合涂层的工具,其特征在于,所述碳化硅/金刚石复合涂层中,碳化硅晶粒均匀分布在金刚石晶粒中,碳化硅所占体积分数可为5-90%,金刚石所占体积分数可为10-95%。

6.一种具有金刚石/碳化硅复合涂层的工具的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)取工具基体,对其进行表面预处理后,并置于金刚石粉悬浮液中进行预植晶种处理;

(2)采用热丝化学气相沉积设备,以氢气、甲烷和有机硅烷为反应气体,控制甲烷占总气体体积的0.4%~5%,有机硅烷占总气体体积的0.01%~1%,在预植晶种处理后的基体表面沉积形成碳化硅/金刚石复合涂层;

(3)将所述有机硅烷流量降至零,以氢气和甲烷为反应气体,控制甲烷占总气体体积的1%~4%,在所述碳化硅/金刚石复合涂层上沉积金刚石涂层;

(4)重复上述步骤(2)-(3),循环次数为(n-1)次,其中,n为大于或等于2的整数,得到具有金刚石/碳化硅复合涂层的工具;

上述沉积过程中,真空室的气压为0.5~10kPa,灯丝温度为1500~2800℃,基体温度为600~1000℃。

7.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,具有金刚石/碳化硅复合涂层的工具,包括工具基体,以及设置在所述基体上的碳化硅/金刚石多层涂层结构,所述多层涂层结构自基体向上形成(AB)n的排布形式,其中,A为碳化硅/金刚石复合涂层,B为金刚石涂层,n为2-20的整数。

8.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述碳化硅/金刚石复合涂层的厚度为0.1-2μm;所述金刚石涂层的厚度为0.1-2μm。

9.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,在沉积碳化硅/金刚石复合涂层时,甲烷与有机硅烷的体积比为(5-50):1。

10.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述有机硅烷包括四甲基硅烷、甲硅烷、乙硅烷、单甲基硅烷、二甲基硅烷中的一种或多种。

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