[其他]金剛石鍍鈦工藝

無效

• 申請號: 85102371
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102371A
• 公開（公告）日: 1986-09-17
• 發明（設計）人: 張清福;陳先猛
• 申請（專利權）人: 成都科技大學
• 主分類號: C23C14/26
• 分類號: C23C14/26;C23C14/18;B23P5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于高真空下金剛石鍍鈦的技術與應用。

金剛石廣泛應用于機械、石油開采和精密加工等行業，其中應用最廣的是金剛石（粒度為幾百目）制作砂輪和用粒度較大的金剛石制作鉆機鉆頭。目前用作砂輪的方法是以青銅為粘結劑，把金剛石顆粒粘結成砂輪，但金剛石與青銅的粘結性差，砂輪在工作過程中，金剛石容易從砂輪胎體上脫落，砂輪壽命短，消耗量大，生產成本高。用金剛石制作鉆機鉆頭的方法是將適當的金剛石顆粒鑲在模具上，把碳化鎢熔化后注入模具將金剛石粘結起來。為了保證鉆頭在工作時金剛石與胎體有足夠的粘結強度，將金剛石顆粒的三分之二鑲入鉆頭的胎體內，金剛石顆粒的應用僅為三分之一。而且由于粘結強度不好，金剛石仍有脫離，造成浪費很大。

七十年代，西德專利DE、2，418，101報導了金剛石表面上鍍鎳膜的方法：一種適宜于應用的金剛石顆粒，通過真空鍍膜法可以被鍍上鎳膜層，然后放置在惰性氣體（H₂、Ar、He、Ne）保護下加熱至800℃進行2小時的熱處理，附著力的強度可達258牛頓/毫米²，其質量仍不如金剛石表面上鍍鉻或鍍鈦好。

本發明的目的是提高金剛石與其他金屬材料的粘結強度，更充分地利用昂貴的金剛石材料，其解決方案是在高真空下使金剛石表面上鍍上鈦膜層。

圖1表示高真空下金剛石鍍鈦的一套裝置。（1）鍍鈦裝置的密封殼體，（2）連接熱源體的電極，（3）熱源體（也是蒸發劑體），（4）振蕩器，（5）金剛石，（6）擴散泵，（7）機械泵。

實現金剛石表面上鍍鈦膜的工藝過程為：

1.將金剛石（5）和用作蒸發劑體的鈦或鈦基合金細長體（3）經表面處理后放在鍍鈦系統內的位置。

2.將金剛石鍍鈦系統內抽真空到10^-5-10^-6乇。

3.將熱源體（蒸發劑體）通以電流，電流為20-30安培，溫度約250℃至400℃，預熱時間為10-20分鐘。

4.將熱源體電流繼續加大到50-60安培，溫度約1400℃至1600℃，啟動振蕩器（4），使金剛石顆粒自動翻滾，被鍍上均勻的一層鈦膜，鍍鈦時間為5-10分鐘，然后于溫度800℃的真空下熱處理2小時，停機。

熱源體可以是單獨的元件。本發明是將鈦或鈦基合金做成細長體作為蒸發劑兩端分別直接接通正負電極，同時承擔熱源體的功能。

本發明的原理是利用金剛石原子與鈦原子之間的原子結合力，實現在金剛石表面上鍍鈦。在金剛石表面上的鍍層鈦膜較用化學方法生成的鈦膜的強度要高，因為金剛石直接與其它金屬連接是屬于粘結，金剛石表面鍍鈦后再與其它金屬連接是屬于焊結，故其粘結強度較之原工藝高。

本發明的優點在于金剛石表面鍍鈦后與其他金屬粘結強度大為提高。用鍍鈦后的金剛石制作的砂輪使用壽命增長，磨耗比大幅度上升。用鍍鈦后的金剛石制作的鉆機鉆頭，其粘結強度大大提高，使用壽命長，金剛石的損耗降低，節約了昂貴的金剛石材料，經濟效益顯著。

本發明用鈦或鈦基合金體作為熱源體（蒸發劑體），減少了真空系統的零部件，有利于提高鍍鈦層的純度，鈦膜中的含鈦量達90%以上，也有利于系統內真空度的提高，加快鍍鈦速度，提高了生產效率。

實施例：

把裝置系統的密封殼體（1）啟開，將經表面處理后的金剛石（5）置于振蕩器（4）的盤內，同時將鈦或鈦基合金細長體（3）與電源電極（2）接通關閉，密封殼體，啟動機械泵（7），使真空系統抽真空到10^-3乇，再啟動擴散泵（6），使真空系統抽真空到10^-5-10^-6乇，給鈦或鈦基合金細長體通電預熱，電流為20-30安培，溫度約250℃至400℃，時間10-20分鐘，隨后加大電流到50-60安培，溫度約1400℃至1600℃，使鈦或鈦基合金體蒸發，同時啟動振蕩器，使金剛石顆粒自動翻滾，維持5-15分鐘，金剛石表面上被鍍上一層均勻的鈦膜，然后于溫度800℃的真空下熱處理2小時。最后停機關閉真空系統。