[發明專利]熱絲組件及金剛石薄膜沉積設備

在審

• 申請號: 201710124933.5
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN108531882A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 唐永炳;謝友能;王陶
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: C23C16/27
• 分類號: C23C16/27;C23C16/455;C23C16/46;C23C16/458
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

本發明公開了一種熱絲組件，包括電極、熱絲及承載所述熱絲的兩個熱絲承載架，所述熱絲承載架相互平行的裝設于電極上，并可在所述電極上滑動而調節相對所述電極的位置，同時，所述熱絲組件還包括兩進氣裝置，每一進氣裝置分別對準一熱絲承載架上的熱絲，所述熱絲將進氣裝置輸出的氣體迅速離化，使該氣體被激發成沉積金剛石薄膜用的基團，最終沉積于待加工樣品上形成金剛石薄膜。本發明還公開了一種金剛石薄膜沉積設備。本發明的熱絲組件及金剛石薄膜沉積設備，解決傳統金剛石薄膜沉積設備中熱量分布不均、熱絲變形、刀具基體冷卻不均勻等導致加工不良的問題。

技術領域

本發明涉及化學氣相沉積金剛石圖層領域，尤其涉及一種用于沉積金剛石薄膜的熱絲組件以及用于在刀具上加工金剛石薄膜的金剛石薄膜沉積設備。

背景技術

隨著機械加工工業的迅速發展，加工業對各類刀具的需求量越來越大。因此，提高刀具的使用壽命成為加工工業的一大需求。而制備高性能涂層是提高刀具使用壽命普遍使用的方法之一。金剛石具有極高的硬度、彈性模量、熱導率和化學穩定性，是十分理想的刀具涂覆材料。熱絲化學氣相沉積(Hot Filament Chemical Vapor Deposition,HFCVD)法由于其成本低，設備及工藝簡單，可在復雜形狀上制備金剛石薄膜等優點而成為常用的金剛石涂層刀具生產方法。

雖然HFCVD法制備金剛石薄膜刀具材料具有諸多優點，但仍存在許多技術問題，如刀具表面受熱不均，刀刃部分的局部高溫而導致的薄膜剝落等。導致這些問題的主要原因有：(1)熱絲為單面設計，使得刀具朝向熱絲的一面溫度高于另一面的溫度，導致刀具表面受熱不均；(2)刀刃部分比較薄，易產生熱量集中，從而導致局部溫度較高，超出金剛石薄膜沉積的條件范圍；(3)刀具材料與金剛石薄膜之間的熱膨脹系數差異較大，局部高溫導致薄膜的內應力巨大而造成薄膜剝落。

因此，亟需提出一種新的應用于金剛石薄膜沉積設備的熱絲組件以及金剛石薄膜沉積設備。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明實施例提供一種熱絲組件及金剛石薄膜沉積設備，其可解決傳統金剛石薄膜沉積設備中由于熱量分布不均勻、熱絲變形、刀具基體冷卻不均勻等而導致加工不良的問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種熱絲組件，包括電極、熱絲及用以承載所述熱絲的熱絲承載架，所述熱絲承載架為兩個，所述熱絲承載架相互平行的裝設于所述電極上，并可于所述電極上滑動而調節于所述電極上的位置，所述熱絲組件還包括兩進氣裝置，每一所述進氣裝置分別對準一所述熱絲承載架上的熱絲，所述熱絲將所述進氣裝置輸出的氣體分解為沉積金剛石薄膜用的基團。

其中，所述電極上開設有滑槽，所述熱絲承載架的一端可相對滑動的裝設于所述滑槽內。

其中，所述電極上通有制冷模組，所述制冷模組用以對所述熱絲組件進行散熱。

其中，所述熱絲承載架包括固定框以及連接至所述固定框一端的張緊框，所述張緊框上間隔設置有多個彈性件，所述熱絲的相對兩端均固定至所述固定框上，所述張緊框上的彈性件連接至所述熱絲除兩端之外的位置并拉緊所述熱絲，所述進氣裝置正對所述固定框上設置有所述熱絲的位置。

其中，每一所述彈性件連接至一所述熱絲，所述彈性件的正投影與相連的所述熱絲的正投影處于同一直線上，以沿所述熱絲的延伸方向張緊所述熱絲。

其中，所述熱絲承載架包括固定框以及連接至所述固定框一端的張緊框，所述張緊框上間隔設置有多個彈性件，所述熱絲的一端固定至所述固定框上，另一端直接連接至所述張緊框上的彈性件，所述張緊框相對于所述固定框轉動以拉緊所述熱絲，所述進氣裝置正對所述固定框上設置有所述熱絲的位置。

其中，所述張緊框通過鉸接的方式與所述固定框連接，且所述張緊框可相對所述固定框轉動而調節所述張緊框與所述固定框之間的夾角，所述彈性件根據所述夾角來調節施加至所述熱絲上的張緊力。