[發明專利]一種具有超硬膜涂層的刀具及其制備方法

有效

• 申請號: 201210139194.4
• 申請日: 2012-05-08
• 公開（公告）號: CN102649331A
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發明（設計）人: 相炳坤;李文帥;朱其豹;左敦穩;黎向鋒;孫業斌
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B32B15/04
• 分類號: B32B15/04;B32B9/04;C23C16/34;C23C16/44;C23C16/27;C23C14/06
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 裴詠萍

1.一種具有超硬膜涂層的刀具，包括刀具基體及刀具基體上沉積的涂層；其特征在于：所述涂層包括微米級超硬膜和納米級超硬膜；所述微米級超硬膜直接沉積在所述刀具基體表面；所述納米級超硬膜沉積在所述微米級超硬膜表面；所述超硬膜選自晶態氮化碳膜或晶態立方氮化硼膜。

2.根據權利要求1所述的具有超硬膜涂層的刀具，其特征在于所述微米級超硬膜的厚度為2μm-20μm；所述納米級超硬膜的厚度為200nm-2000nm。

3.根據權利要求2所述的具有超硬膜涂層的刀具，其特征在于：所述微米級超硬膜的厚度為6μm-12μm；所述微米級超硬膜的晶體顆粒大小為0.3μm-5μm；所述納米級超硬膜的厚度為500nm-1000nm；所述納米級超硬膜的晶體顆粒大小為5nm-200nm。

4.根據權利要求3所述的具有超硬膜涂層的刀具，其特征在于：所述微米級超硬膜的晶體顆粒大小為0.5μm-1.5μm；所述納米級超硬膜的晶體顆粒大小為5nm-20nm。

5.根據權利要求1所述的具有超硬膜涂層的刀具，其特征在于：所述涂層還包括過渡層；所述過渡層沉積在所述刀具基體和微米級超硬膜之間；所述過渡層選自微米級金剛石膜、納米級金剛石膜、微米級和納米級復合金剛石膜、類金剛石膜、氮化鈦膜或碳化鈦膜。

6.根據權利要求5所述的具有超硬膜涂層的刀具，其特征在于：所述過渡層為微米級和納米級復合金剛石膜；所述微米級和納米級復合金剛石膜包括微米級晶態金剛石膜和納米級晶態金剛石膜；所述微米級晶態金剛石膜沉積在所述刀具基體表面；所述納米級晶態金剛石膜沉積在所述微米級晶態金剛石膜表面。

7.根據權利要求5所述的具有超硬膜涂層的刀具，其特征在于：所述過渡層的厚度為200nm-2000nm。

8.根據權利要求6所述的具有超硬膜涂層的刀具，其特征在于：所述過渡層的厚度為500nm-1000nm。

9.一種制備權利要求1所述的刀具的方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）?襯底預處理：對所述刀具基體進行表面清潔、金剛石懸浮液超聲及等離子體放電清洗；

（2）微米級超硬膜沉積：用CVD法在刀具基體表面沉積一層微米級超硬膜；

（3）納米級超硬膜沉積：改變工藝，用CVD法在微米級超硬膜表面原位沉積一層納米級超硬膜。

10.一種制備權利要求5所述的刀具的方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）襯底預處理：對所述刀具基體進行表面清潔、金剛石懸浮液超聲及等離子體放電清洗；

（2）過渡層沉積：采用CVD或PVD法在刀具基體表面沉積過渡層；當所述過渡層為微米級金剛石膜、納米級金剛石膜、微米級和納米級復合金剛石膜、或類金剛石膜時，所述刀具基體在沉積過渡層前進行脫鈷處理；

（3）微米級超硬膜沉積：用CVD法在過渡層表面沉積一層微米級超硬膜；

（4）納米級超硬膜沉積：改變工藝，用CVD法在微米級超硬膜表面原位沉積一層納米級超硬膜。