一种利于均衡金刚石薄膜内应力的膜结构的制作方法

本实用新型涉及金刚石薄膜结构技术领域，具体为一种利于均衡金刚石薄膜内应力的膜结构。

背景技术：

CVD金刚石，含碳气体和氧气的混合物在高温和低于标准大气压的压力下被激发分解，形成活性金刚石碳原子，并在基体上沉积交互生长成聚晶金刚石(或控制沉积生长条件沉积生长金刚石单晶或者准单晶)。由于CVD金刚石中不含任何金属催化剂，因此它的热稳定性接近天然金刚石，同高温高压人工合成聚晶金刚石一样，CVD金刚石晶粒也呈无序排列，无脆性解理面，因此呈现各向同性。CVD金刚石现在被用为刀具材料的一种。

金刚石的高硬度、高耐磨性使得金刚石薄膜成为极佳的工具材料。作为工具材料，金刚石薄膜可以由两种不同的应用形式。第一种形式是将沉积以后的金刚石膜剥离下来，然后重新加以切割、研磨，并焊接到工具的端部。由于这种钎焊强度远低于PCD材料金刚石层与硬质合金之间的结合强度，当它应用于断续切削时，其界面的连接就显得很脆弱。若能够解决CVD金刚石的钎焊问题，那么CVD金刚石刀具材料将能够在整个机械加工领域同PCD材料竞争，这种材料与PCD相比，具有热稳定性好、工具使用寿命长的优点，缺点是晶粒间的内聚强度低，材料表现出较大的内应力和脆性。第二种形式是将金刚石膜直接沉积到工具表面上，薄膜厚度较薄，成本较低，这种方法也有不足，沉积的薄膜对衬底材料的附着力不容易提高。现有的金刚石薄膜结构多为金刚石层与硬质合金层复合的单层结构，用于切割或钻头等工具上收到限制。为了解决上述问题，因此，我们提出了一种利于均衡金刚石薄膜内应力的膜结构。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种利于均衡金刚石薄膜内应力的膜结构，解决了背景技术中所提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种利于均衡金刚石薄膜内应力的膜结构，其结构包括金属基座、第一金刚石层、第一硬质合金层、第二硬质合金层、过渡层和第二金刚石层，所述第一金刚石层沉积于金属基座上，所述第一硬质合金层沉积于第一金刚石层上，所述第二硬质合金层沉积于第一硬质合金层上，所述过渡层沉积于第二硬质合金层上，所述第二金刚石层沉积于过渡层上。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述第一硬质合金层为钨钴合金材质。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述第二硬质合金层为钨钛钽合金材质。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述过渡层为氮化硅材质。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述第一金刚石层的厚度为0.6-1.5mm，所述第二金刚石层的厚度为0.7-1.2mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1.该一种利于均衡金刚石薄膜内应力的膜结构，通过在金属基座上沉积有第一金刚石层，在第一金刚石层上沉积有第一硬质合金层，在第一硬质合金层上沉积有第二硬质合金层，通过在同侧分别沉积有第一金刚石层和第二金刚石层，使得该结构具有高强度、高硬度、高光洁度和耐腐蚀性强等优点。

2.该一种利于均衡金刚石薄膜内应力的膜结构，通过在第二硬质合金层上沉积有过渡层，使得该结构的内应力更加均衡且第一金刚石层和第二金刚石层更加紧密，附着力更强，不易脱落。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型一种利于均衡金刚石薄膜内应力的膜结构剖面结构示意图。

图中:1-金属基座、2-第一金刚石层、3-第一硬质合金层、4-第二硬质合金层、5-过渡层、6-第二金刚石层。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种利于均衡金刚石薄膜内应力的膜结构，其结构包括金属基座1、第一金刚石层2、第一硬质合金层3、第二硬质合金层4、过渡层5和第二金刚石层6，所述第一金刚石层2沉积于金属基座1上，所述第一硬质合金层3沉积于第一金刚石层2上，所述第二硬质合金层4沉积于第一硬质合金层3上，所述过渡层5沉积于第二硬质合金层4上，所述第二金刚石层6沉积于过渡层5上。

请参阅图1，所述第一硬质合金层3为钨钴合金材质。使该结构具有高硬度和高强度的优点。

请参阅图1，所述第二硬质合金层4为钨钛钽合金材质。使该结构具有高光洁度、耐腐蚀的优点。

请参阅图1，所述过渡层5为氮化硅材质。设置过渡层可减少硬质合金层和化学相沉积金刚石层的内应力，可增强该结构的牢固度，使该结构更加紧密不易脱落。

请参阅图1，所述第一金刚石层2的厚度为0.6-1.5mm，所述第二金刚石层6的厚度为0.7-1.2mm。第一金刚石层和第二金刚石层设置不同的厚度，可使结构表面凸起，增加各层之间的接触面积。

本实用新型所述的一种利于均衡金刚石薄膜内应力的膜结构，首先在金属基座1上沉积有第一金刚石层2，在第一金刚石层2上沉积有第一硬质合金层3，在第一硬质合金层3上沉积有第二硬质合金层4，通过在同侧分别沉积有第一金刚石层2和第二金刚石层6，使得该结构具有高强度、高硬度、高光洁度和耐腐蚀性强等优点；在第二硬质合金层4上沉积有过渡层5，使得该结构的内应力更加均衡且第一金刚石层2和第二金刚石层6更加紧密，附着力更强，不易脱落。

本实用新型的，金属基座1、第一金刚石层2、第一硬质合金层3、第二硬质合金层4、过渡层5、第二金刚石层6。部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，本实用新型解决的问题是金刚石薄膜功能受到限制问题，本实用新型通过上述部件的互相组合，通过在金属基座上沉积有第一金刚石层，在第一金刚石层上沉积有第一硬质合金层，在第一硬质合金层上沉积有第二硬质合金层，通过在同侧分别沉积有第一金刚石层和第二金刚石层，使得该结构具有高强度、高硬度、高光洁度和耐腐蚀性强等优点；在第二硬质合金层上沉积有过渡层，使得该结构的内应力更加均衡且第一金刚石层和第二金刚石层更加紧密，附着力更强，不易脱落。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。