[發明專利]硬質合金刀具及其鍍膜方法

有效

• 申請號: 201310407881.4
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN104419927B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 晏雙利
• 申請（專利權）人: 晏雙利
• 主分類號: C23C28/00
• 分類號: C23C28/00;C23C14/16;C23C16/27;B32B15/04;B32B9/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種硬質合金刀具，其特征在于：所述硬質合金刀具的表面鍍有TiC-Ti-Cr-CrC過渡層，在TiC-Ti-Cr-CrC過渡層上鍍有金剛石涂層。

2.根據權利要求1所述的硬質合金刀具，其特征在于：所述TiC-Ti-Cr-CrC過渡層厚度為2-3um，且最后一層CrC厚度為0.2-0.3um，保護Cr涂層在空氣中不被氧化，保證在化學氣相沉積設備中鍍制金剛石涂層時易被活化。

3.一種硬質合金刀具鍍膜方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

1）先在硬質合金刀具表面鍍制TiC-Ti-Cr-CrC過渡層，作為鍍制金剛石涂層的過渡層；

2）上述硬質合金刀具經丙酮清洗脫水后，放入化學氣相沉積金剛石生長設備中進行金剛石涂層。

4.根據權利要求3所述的硬質合金刀具鍍膜方法，其特征在于，所述步驟1)中，所述TiC-Ti-Cr-CrC過渡層具體鍍制方法如下：

1.1)?Ti、Cr靶材的制備：Ti采用高純海綿鈦(純度99.99％)，Cr選用高純鉻（純度99.99％），加工成直徑120MM，長200MM的柱形靶；

1.2)?碳源準備：采用40L瓶裝高純甲烷，純度5N（99.999%），作為碳源；

1.3)用物理氣相沉積方法制備：把經超聲波清洗的并經干燥脫水的硬質合金刀具放入物理氣相沉積設備的真空室，抽真空達到1×10^－1Pa時，開啟電弧源，進行離子轟擊，清洗硬質合金刀具表面2－3分鐘，轟擊偏壓從400V降至250V，鈦靶和鉻靶的弧電源保持在60A，先打開鈦靶電源，同時打開甲烷進氣流量計，流量為150SDDM,鍍膜時間10－15分鐘；然后關閉甲烷流量計，繼續開動鈦靶弧電源5分鐘，然后關閉鈦靶弧電源，同時開動鉻靶弧電源，10分鐘后開動甲烷流量計，流量100SDDM，5分鐘后關閉流量計和鉻靶弧電源；使真空室緩慢冷卻，1.5小時后取出樣品；這樣，在硬質合金刀具表面就鍍制了一層厚度為2-3um的TiC-Ti-Cr-CrC過渡層。

5.根據權利要求4所述的硬質合金刀具鍍膜方法，其特征在于，在所述步驟2)中，所述金剛石涂層的具體步驟包括：

2.1）把鍍有TiC-Ti-Cr-CrC過渡層的硬質合金刀具放入化學氣相沉積金剛石生長設備的真空室，使刀具頂端距離電阻絲3mm-4mm；

2.2）打開冷卻水系統，先抽真空到10托，然后打開熱絲電源，緩慢加電流，電流達到600A時，打開氫氣質量流量計，流量為900-1000SDDM；

2.3）3分鐘后打開甲烷質量流量計，流量為150-200SDDM，2小時后減小電流，關閉甲烷流量計，20分鐘后電流為零，此時關閉氫氣流量計，保持冷卻系統正常運轉；

2.4）1-1.5小時后關閉冷卻系統，打開真空室門，取出刀具，如此在硬質合金刀具表面鍍制一層厚度為15-20um的金剛石膜。