申請(qǐng)?zhí)枺?01710046006.6
　　申請(qǐng)人：河南理工大學(xué)
　　發(fā)明人：向道輝 趙重陽(yáng) 張磊 郭振海 劉中云 姚云龍 趙波 高國(guó)富 焦鋒 吳幫福 馮浩人

　　摘要： 一種環(huán)狀微織構(gòu)金剛石涂層刀片的制備方法，包括以下步驟：（1）對(duì)刀片進(jìn)行表面的清洗預(yù)處理；（2）在刀片表面獲得微織構(gòu)形貌；（3）對(duì)刀片進(jìn)行酸堿預(yù)處理；（4）通過(guò)CVD沉積裝置對(duì)刀片表面進(jìn)行金剛石涂層，得到所需的微織構(gòu)化金剛石薄膜涂層。本發(fā)明通過(guò)對(duì)刀片的表面的微織構(gòu)化處理，達(dá)到提高刀片表面的抗粘結(jié)性能的目的，使刀片在切削時(shí)不僅具有金剛石涂層的高硬度,高耐磨性的優(yōu)良切削加工性能還具備有微織構(gòu)的自潤(rùn)滑效果,能夠很好的解決刀片在切削時(shí)的摩擦潤(rùn)滑狀態(tài),減小摩擦,防止粘結(jié),有效降低切削力和切削溫度,減小刀片磨損。采用本發(fā)明制備出來(lái)的金剛石涂層刀片可廣泛用于難加工材料的切削加工。 　　主權(quán)利要求：1.一種環(huán)狀微織構(gòu)金剛石涂層刀片的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：（1）對(duì)刀片進(jìn)行表面的清洗預(yù)處理；（2）在刀片表面獲得微織構(gòu)形貌；（3）對(duì)刀片進(jìn)行酸堿預(yù)處理；（4）通過(guò)CVD沉積裝置對(duì)刀片表面進(jìn)行金剛石涂層，得到所需的微織構(gòu)化金剛石薄膜涂層。
　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)狀微織構(gòu)金剛石涂層刀片的制備方法，其特征在于：步驟（1）具體為：將刀片表面去污清理，放入丙酮溶液中超聲清洗10-15分鐘。
　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種環(huán)狀微織構(gòu)金剛石涂層刀片的制備方法，其特征在于：步驟（2）具體為：采用高精度光纖激光打標(biāo)機(jī)對(duì)硬質(zhì)合金刀片表面進(jìn)行微織構(gòu)造形，打標(biāo)高度保持35mm，打標(biāo)次數(shù)控制在5次，打標(biāo)速度270mm/s，打標(biāo)功率3W，在刀片表面均勻打標(biāo)出來(lái)若干個(gè)織構(gòu)槽，在刀片表面形成微織構(gòu)形貌。
　　4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種環(huán)狀微織構(gòu)金剛石涂層刀片的制備方法，其特征在于：步驟（3）具體為：把織構(gòu)好的刀片先放在鐵氰化鉀溶液中進(jìn)行超聲清洗30分鐘，接著再把刀片放入硫酸和雙氧水的混合溶液中超聲清洗20秒，其中硫酸和雙氧水的體積比為H2SO4:H2O2=3:7，然后放入丙酮溶液中超聲清洗8分鐘，再放入由金剛石研磨粉及丙酮所組成的混合液中超聲振動(dòng)40分鐘，其中金剛石研磨粉的重量與丙酮的體積比為：金剛石研磨粉：丙酮=25mg：30ml，最后把刀片放入丙酮中清洗15分鐘。
　　5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種環(huán)狀微織構(gòu)金剛石涂層刀片的制備方法，其特征在于：步驟（4）具體為：將得到的微織構(gòu)造形刀片進(jìn)行清洗處理，待完全干透后，采用雙層熱絲CVD沉積裝置在刀片表面沉積金剛石薄膜；先對(duì)熱絲進(jìn)行碳化處理，反應(yīng)室真空度始終保持5Pa以下，保持碳源濃度60ml/min，碳源用冰塊冷卻至0°，并用添加冰塊的保溫裝置保持在0°左右，并保持至沉積結(jié)束，氫氣濃度保持在200ml/min，微調(diào)壓力表至-95.6KPa，使兩相熱絲電壓分別調(diào)至為8V、10V、14V，分別保持10分鐘，完成碳化；開(kāi)啟反應(yīng)室實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)，轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)壓力控制閥使壓力表調(diào)整至-99KPa，然后開(kāi)啟兩相穩(wěn)壓電源，轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)壓電源旋鈕，增大熱絲電壓使熱絲升至18V左右，并保持功率為850W，保持形核20分鐘，然后調(diào)整碳源濃度至60ml/min，調(diào)整微調(diào)壓力控制閥使壓力調(diào)整至-97KPa，再次轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)壓電源旋鈕，使熱絲電壓調(diào)整為22V左右，并保持功率為1850W至生長(zhǎng)結(jié)束，生長(zhǎng)6小時(shí)在刀片表面和織構(gòu)槽的內(nèi)壁形成一層金剛石薄膜。
　　6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種環(huán)狀微織構(gòu)金剛石涂層刀片的制備方法，其特征在于：刀片上的若干個(gè)織構(gòu)槽按照矩形陣列均勻布置，織構(gòu)槽的深度為10-15μm，織構(gòu)槽的寬度為0.1mm，織構(gòu)槽的面積占刀片表面積的12-15%。
　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種環(huán)狀微織構(gòu)金剛石涂層刀片的制備方法，其特征在于：每個(gè)織構(gòu)槽均呈田徑賽場(chǎng)跑道形狀，每個(gè)織構(gòu)槽均包括兩個(gè)半圓槽和兩個(gè)直線槽，一個(gè)直線槽的兩端分別與兩個(gè)半圓槽的一端連接；直線槽的長(zhǎng)度為0.3mm，半圓槽的內(nèi)圈半徑為0.2mm，半圓槽的外圈半徑為0.3mm，相鄰兩個(gè)織構(gòu)槽之間的最短距離為0.5mm。