[發(fā)明專利]一種利用直流電弧等離子體批量制備微孔金剛石涂層拉絲模具的裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110369981.7
• 申請(qǐng)日: 2021-04-07
• 公開（公告）號(hào): CN112831770A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇慧濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南贊碳科技有限公司
• 主分類號(hào): C23C16/27
• 分類號(hào): C23C16/27;C23C16/50
• 代理公司: 鄭州三陽專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41175
• 代理人: 范向南

本發(fā)明公開了一種利用直流電弧等離子體批量制備微孔金剛石涂層拉絲模具的裝置及方法，所述裝置包括真空室，真空室內(nèi)設(shè)置有隔板，隔板將真空室分為上腔室和下腔室；上腔室頂部設(shè)置有進(jìn)氣孔，進(jìn)氣孔內(nèi)設(shè)置有正極體和負(fù)極體，下腔室底部設(shè)置有出氣通道，出氣通道外側(cè)設(shè)置有磁環(huán)；隔板中部設(shè)置有通孔，通孔上端放置有樣品臺(tái)，樣品臺(tái)均勻設(shè)置若干放置拉絲模具的模具孔；還包括旁路管，旁路管設(shè)置于真空室一側(cè)、兩端分別與上腔室和下腔室連通，旁路管中部安裝有比例閥；本發(fā)明實(shí)現(xiàn)微小孔徑拉絲模具的批量生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好，解決了微小孔徑（直徑小于0.5mm）拉絲模具無法批量涂層或涂層質(zhì)量不佳的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金剛石拉絲模具生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用直流電弧等離子體批量制備微孔金剛石涂層拉絲模具的裝置及方法。

背景技術(shù)

拉絲模具是指被加工材料穿過模具內(nèi)孔，經(jīng)過一定的壓縮，使其獲得所要求的形狀和尺寸的壓力加工工具，拉絲模具內(nèi)壁要求具有耐磨、低摩擦系數(shù)等性能。根據(jù)不同的應(yīng)用，拉絲模具的內(nèi)孔具有多種尺寸和形狀，直徑可以從十幾微米到幾百毫米。CVD金剛石薄膜因具有天然金剛石的高硬度、高熱導(dǎo)率、低摩擦系數(shù)和很強(qiáng)的耐磨性等諸多優(yōu)異的性能，而被譽(yù)為最具有發(fā)展前途的涂層材料。金剛石涂層拉絲模具是將CVD金剛石涂層沉積到拉絲模具內(nèi)孔表面，使之具有很強(qiáng)的耐磨性能和較低的摩擦系數(shù)，來提高拉絲模具的使用壽命和拉拔線材的質(zhì)量。

拉絲模具內(nèi)孔沉積金剛石涂層常用的制備方法有熱絲CVD法和直流噴射法。

熱絲法的穿絲方式無法保證涂層后模具的真圓度，因熱絲不容易對(duì)中；熱絲法無法實(shí)現(xiàn)微小孔徑拉絲模具的涂層，因需要穿絲，常規(guī)熱絲直徑在0.3mm以上，無法做到0.1mm孔徑模具的涂層，熱絲根本無法穿入；其他利用熱絲法的非穿絲方式中，熱絲分解的能量低，通過模具的等離子體量少，無法有效沉積金剛石涂層或涂層質(zhì)量不佳，達(dá)不到使用要求；熱絲法生長速度較慢，不超過0.03mm/h；熱絲法無法在裝置內(nèi)對(duì)模具進(jìn)行還原處理。

傳統(tǒng)直流噴射法為單腔體結(jié)構(gòu)，流動(dòng)方向不易控制，生產(chǎn)效率低，質(zhì)量差；傳統(tǒng)噴射法工藝只能制備直徑2mm以上的拉絲模涂層；傳統(tǒng)噴射法單次只能生長單支模具。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明之目的在于提供一種利用直流電弧等離子體批量制備微孔金剛石涂層拉絲模具的裝置及方法，實(shí)現(xiàn)微小孔徑拉絲模具的批量生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好，解決了微小孔徑（直徑小于0.5mm）拉絲模具無法批量涂層或涂層質(zhì)量不佳的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種利用直流電弧等離子體批量制備微孔金剛石涂層拉絲模具的裝置，包括真空室，所述真空室內(nèi)設(shè)置有隔板，隔板將真空室分為上腔室和下腔室；上腔室頂部設(shè)置有進(jìn)氣孔，進(jìn)氣孔內(nèi)設(shè)置有正極體和負(fù)極體，正極體接直流電源的正極、負(fù)極體接直流電源的負(fù)極；下腔室底部設(shè)置有出氣通道，出氣通道外側(cè)設(shè)置有磁環(huán)；隔板中部設(shè)置有通孔，通孔上端放置有樣品臺(tái)，樣品臺(tái)均勻設(shè)置若干放置拉絲模具的模具孔；還包括旁路管，旁路管設(shè)置于真空室一側(cè)、兩端分別與上腔室和下腔室連通，旁路管中部安裝有比例閥。

優(yōu)選的，所述通孔和樣品臺(tái)均為圓形；樣品臺(tái)外環(huán)側(cè)設(shè)置有環(huán)形凸起；環(huán)形凸起的外徑大于通孔的內(nèi)徑。

優(yōu)選的，所述模具孔的豎直截面為T形。

優(yōu)選的，所述樣品臺(tái)的模具孔的數(shù)量不少于50個(gè)。