CN114807907A - 一种mpcvd载具以及在刀具表面沉积金刚石涂层的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及微波等离子体化学气相沉积技术领域，具体而言，涉及一种MPCVD载具以及在刀具表面沉积金刚石涂层的方法。MPCVD载具包括基台以及首尾相接的金属围挡，基台的表面具有放置区域，金属围挡设置于基台的表面并围设于放置区域的四周。本申请提供的MPCVD载具用于对刀具表面沉积金刚石涂层时，有利于使得刀具刃口处生长出附着力强、厚度均匀且连续致密的高品质金刚石涂层，不仅能够增强刀具切削刃的强度和耐磨损性能，延缓切削刃的磨损失效，提高刀具寿命及切削效率，还可以改善刀具的切削区状态，提升刀具的健壮性和工件加工表面质量的可控性，并保证刀具的加工表面质量和精度，使切削刀具的综合性能得到提升。

Description

一种MPCVD载具以及在刀具表面沉积金刚石涂层的方法
技术领域
本申请涉及微波等离子体化学气相沉积技术领域，具体而言，涉及一种MPCVD载具以及在刀具表面沉积金刚石涂层的方法。
背景技术
高硬度(指硬度值超过50HRC)材料是典型的难加工材料。采用刀具对高硬度材料在进行切削加工时，由于高硬度材料的抗变形性大并且会增加刀具的磨损，导致难以提高切削速度，因此要求加工刀具应具备优良的耐磨性等。切削刀具的质量直接影响工件材料的加工精度、质量和效率；刀具在切削过程中的切削完整性和磨损失效形态也直接影响刀具的加工表面质量和尺寸精度。刀具涂层技术目前已经成为提高刀具性能的关键技术。
金刚石因其具有超高硬度、低摩擦系数、高化学稳定性等优点使得金刚石薄膜成为极佳的耐磨涂层刀具材料并应用于高硬度材料的高效高精加工。
由于MPCVD(微波等离子体化学气相沉积)法具有等离子能量集中以及工艺过程稳定好等优点，通常采用MPCVD法对刀具表面沉积金刚石涂层。但是，在使用MPCVD法对刀具进行金刚石涂层时，刀具切削刃处很难沉积上附着力强、厚度均匀且连续致密的金刚石涂层，导致金刚石涂层刀具在高效加工过程中由于承受着强烈的机械载荷和热载荷的耦合作用而造成切削刀刃的磨损和破坏，致使刀具使用寿命低且加工成本高。
发明内容
本申请的目的在于提供一种MPCVD载具以及在刀具表面沉积金刚石涂层的方法，其旨在改善现有的刀具切削刃处无法有效沉积附着力强、厚度均匀且连续致密的高品质金刚石涂层的技术问题。
本申请第一方面提供一种MPCVD载具，包括基台以及首尾相接的金属围挡；基台的表面具有放置区域；金属围挡设置于基台的表面并围设于放置区域的四周。
本申请通过设置具有放置区域的基台以及设置于基台表面并围设于放置区域四周的金属围挡组成MPCVD载具，当其用于对刀具表面沉积金刚石涂层时，有利于使得刀具刃口处生长出附着力强、厚度均匀且连续致密的高品质金刚石涂层，不仅能够增强刀具切削刃的强度和耐磨损性能，延缓切削刃的磨损失效，提高刀具寿命及切削效率，还可以改善刀具的切削区状态，提升刀具的健壮性和工件加工表面质量的可控性，并保证刀具的加工表面质量和精度，使切削刀具的综合性能得到提升。
本申请第二方面提供一种在刀具表面沉积金刚石涂层的方法，包括将刀具放置于如上述第一方面提供的MPCVD载具的放置区域上，并对刀具表面沉积金刚石涂层。
其中，金属围挡的高度高于刀具0-1.2mm，金属围挡与刀具之间的间隙尺寸为0.2-0.8mm。
本申请提供的在刀具表面沉积金刚石涂层的方法可以使得刀具刃口处生长出附着力强、厚度均匀且连续致密的高品质金刚石涂层。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本申请提供的MPCVD载具第一视角的结构示意图。
图2示出了本申请提供的MPCVD载具第二视角的结构示意图。
图3示出了本申请实施例1制得的刀具刀刃处的表面涂层的GIXRD图。
图4示出了本申请实施例1制得的刀具刀刃处的表面涂层的可见光Raman图。
图5示出了本申请实施例1制得的刀具刀刃处的表面涂层的SEM图。
图6示出了本申请实施例1制得的刀具刀刃处截面的SEM图。
图7示出了图6的高倍放大的SEM图。
图8示出了本申请对比例1制得的刀具刀刃处的表面涂层的SEM图。
图9示出了本申请对比例2制得的刀具刀刃处的表面涂层的SEM图。
图标：100-MPCVD载具；110-基台；111-放置区域；120-金属围挡。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本申请实施例提供的一种MPCVD载具以及在刀具表面沉积金刚石涂层的方法进行具体说明。
本申请提供一种MPCVD载具，图1示出了本申请提供的MPCVD载具100第一视角的结构示意图，图2示出了本申请提供的MPCVD载具100第二视角的结构示意图。请参阅图1以及图2，MPCVD载具100包括基台110以及设置于基台110的表面的金属围挡120(图2中用填充图案表示金属围挡120)。基台110的表面具有放置区域111(放置区域111即为图2中虚线围城的区域)，放置区域111用于承载表面待沉积膜层的基底。金属围挡120首尾相接并围设于放置区域111的四周。作为示例性地，本申请提供的MPCVD载具100可以用于对表面待沉积膜层的基底表面进行沉积膜层，特别适用于对表面具有狭窄尖锐区域的基底上沉积金刚石涂层，例如对刀具表面(包括刀刃处)沉积金刚石涂层等。
需要说明的是，在本申请中，金属围挡120呈首尾相接设置是指，绕放置区域111的外周方向，金属围挡120围设成封闭套筒形状，且套筒表面无间隙。
由于金刚石涂层刀具在对高硬度材料高速切削过程中易发生崩刃损伤，进而降低刀具的磨损速度；使用本申请提供的MPCVD载具100用于对刀具表面沉积金刚石涂层时，设置结构简单的金属围挡120即可有利于使得刀具刃口处生长出附着力强、厚度均匀且连续致密的高品质金刚石涂层，不仅能够增强刀具切削刃的强度和耐磨损性能，延缓切削刃的磨损失效，提高刀具寿命及切削效率，还可以改善刀具的切削区状态，提升刀具的健壮性和工件加工表面质量的可控性，并保证刀具的加工表面质量和精度，使切削刀具的综合性能得到提升。
在本申请中，金属围挡的材质选自钼、钽或钨，上述金属均为耐高温且物理化学性质稳定的金属材质，在MPCVD沉积过程中不易产生杂质，不会影响金刚石涂层在基底表面的生长。需要说明的是，在本申请的其他实施例中，金属围挡的材质也可以选自其他耐高温金属材料，例如熔点≥2600℃的金属材料。
进一步地，在本申请的实施例中，金属围挡的材质选自钼。
在本实施例中，本申请提供的MPCVD载具100用于对刀具表面沉积金刚石涂层，放置区域111以及金属围挡120的尺寸需要根据实际的刀具尺寸进行调整。
在本实施中，放置区域111的尺寸与刀具和基台110相接触的面积尺寸相匹配。
在本实施例中，金属围挡120的高度高于刀具0-1.2mm，有利于使得刀具刃口处生长的金刚石涂层的附着力更强、厚度更均匀且致密性更高；若金属围挡120的高度相对于刀具的高度过高，会导致金刚石涂层更倾向于沉积至金属围挡120的表面或者金属围挡120的侧壁，不利于金刚石沉积至刀具表面；若金属围挡120的高度低于刀具的高度，会导致刀具表面沉积的金刚石质量不佳，进而使刀具使用寿命短且易发生崩刃。作为示例性地，金属围挡120的高度高于刀具的尺寸可以为0mm、0.2mm、0.6mm、0.8mm或者1.2mm等等。进一步地，金属围挡120的高度高于刀具0.6mm，可以进一步使得刀具刃口处附着的金刚石涂层的附着力更强、厚度更均匀且致密性更高。
在本实施例中，金属围挡120与刀具之间的间隙尺寸为0.2-0.8mm，可以保证刀具的表面需沉积金刚石涂层的区域均可以沉积到金刚石涂层，有利于提高刀具的表面质量和产品良率。作为示例性地，金属围挡120与刀具之间的间隙尺可以寸为0.2mm、0.4mm、0.5mm或者0.8mm等等。进一步地，金属围挡120与刀具之间的间隙尺寸为0.5mm。
在本实施例中，金属围挡120的厚度为1.5-2.5mm。作为示例性地，金属围挡120的厚度可以为1.5mm、1.8mm、2.0mm或者2.5mm等等。进一步地，金属围挡120的厚度为2.0mm。
在本实施例中，由于使用的刀具的形状大致为正方形，与刀具形状相匹配，金属围挡120的形状也大致为正方形，且在金属围挡120的内壁(即朝向刀具的壁体)的四个直角处设置成倒角结构，倒角的半径尺寸为1.0-1.5mm，有利于使得刀具刃口处附着的金刚石涂层的附着力更强、厚度更均匀且致密性更高。进一步地，倒角的半径尺寸为1.2mm。
本申请还提供一种在刀具表面沉积金刚石涂层的方法，包括：将刀具放置于上述提供的MPCVD载具的放置区域上，并对刀具表面沉积金刚石涂层。其中，金属围挡的高度高于刀具0-1.2mm，金属围挡与刀具之间的间隙尺寸为0.2-0.8mm。
本申请提供的在刀具表面沉积金刚石涂层的方法由于使用上述提供的MPCVD载具承载刀具，可以使得刀具刃口处生长出附着力强、厚度均匀且连续致密的高品质金刚石涂层，不仅能够增强刀具切削刃的强度和耐磨损性能，延缓切削刃的磨损失效，提高刀具寿命及切削效率，还可以改善刀具的切削区状态，提升刀具的健壮性和工件加工表面质量的可控性，并保证刀具的加工表面质量和精度，使切削刀具的综合性能得到提升。
在本实施例中，金属围挡的厚度为1.5-2.5mm。
在本申请中，刀具的材质选自高速钢、硬质合金、氮化硅陶瓷、聚晶金刚石或聚晶立方氮化硼。进一步地，在本申请的实施例中，刀具的材质选自氮化硅陶瓷。
在本实施例中，在对刀具表面沉积金刚石涂层之前需要对刀具进行洁净处理，以得到干净的刀具，有利于后续更好地沉积金刚石涂层。具体的，洁净处理包括将刀具于溶液中超声5-20min，然后将刀具于40-60℃下干燥10-30mim。作为示例性地，对刀具进行超声处理的溶液可以选自丙酮或乙醇等。
在本实施例中，对刀具进行洁净处理后，还包括对刀具进行抛光处理以使得刀具表面光亮，降低刀具表面粗糙度，增加刀具表面的形核位点，有利于提高后续金刚石生长在刀具表面的成核密度，进而有利于提高金刚石薄膜的致密性与连续性。具体的，抛光处理包括将刀具于粒径为0.1-30μm的金刚石粉中干抛14-45min。
抛光处理后，将抛光后的刀具放置于MPCVD载具的放置区域上，然后对刀具表面沉积金刚石涂层。在本实施例中，对刀具表面沉积金刚石涂层的步骤包括：真空条件下，通入第一反应源气体进行激发反应；然后通入第二反应源气体进行沉积反应。
通入第一反应源气体，采用微波激发第一反应源气体产生等离子体球，然后通入第二反应源气体使得金刚石在刀具表面可以形核并生长。
在本实施例中，第一反应源气体包括先驱气体，先驱气体包括氢气。进一步地，在本申请的一些实施例中，第一反应源气体还包括载气，载气包括氮气以及氩气中的至少一种。
在本实施例中，第二反应源气体包括甲烷、乙炔以及乙烯中的至少一种。
在本实施例中，第二反应源气体与先驱气体的体积比为(3-5)：50，上述配比下可以提高金刚石的形核密度，有利于提高金刚石涂层的致密性；同时，若第二反应源气体的占比过高，会导致体系中的先驱气体的浓度降低，减弱活性氢原子对刀具表面的刻蚀作用，容易导致刀具表面生成的非金刚石相成分的增加，不利于保证刀具表面的金刚石薄膜的纯度和品质；若先驱气体的占比过高，会降低金刚石的沉积速率以及金刚石膜的色度。作为示例性地，第二反应源气体与先驱气体的体积比可以为3：50、3.5：50、4.0：50、4.5：50或者5：50等等。进一步地，第二反应源气体与先驱气体的体积比3.5：50。
在本实施例中，激发反应的激发功率为500-700W，激发反应的气压为8-12Torr，上述激发条件下可以精准控制等离子的形状大小和能量密度，提高激发后的等离子球体的密度均匀性以减小沉积金刚石所需各种活性物质的浓度梯度，有利于使得硬切削刀具表面及切削刃部获得均匀且附着力高、薄膜连续致密的高品质金刚石涂层。作为示例性地，激发反应的激发功率可以为500W、550W、600W或者700W等等，激发反应的气压可以为8Torr、10Torr或者12Torr等等。
在本实施例中，沉积反应的沉积功率为1000-2400W，沉积反应的气压为20-70Torr，可以消除沉积金刚石所需各种活性物质的浓度梯度，有利于提高金刚石涂层的薄膜质量和结构稳定性，有利于使得硬切削刀具表面及切削刃部获得均匀且附着力高、薄膜连续致密的高品质金刚石涂层。作为示例性地，沉积反应的沉积功率可以为1000W、1500W、2000W或者2400W等等，沉积反应的气压可以为20Torr、50Torr、55Torr或者70Torr等等。
进一步地，沉积反应的温度为980-1180℃，沉积反应的时间为11-20h，可以提高金刚石涂层沉积的温度场的均匀性和沉积速率，控制金刚石涂层厚度，改善刀具的热力状态，消除金刚石涂层生长的表面温度梯度，有利于提高金刚石涂层的薄膜质量和结构稳定性，有利于使得硬切削刀具表面及切削刃部获得均匀且附着力高、薄膜连续致密的高品质金刚石涂层。作为示例性地，沉积反应的温度可以为980℃、1030℃、1080℃、1130℃或者1180℃等等，沉积反应的时间可以为11h、12h、15h、18h或者20h等等。
本申请提供的在刀具表面沉积金刚石涂层的方法至少具有以下优点：
采用本申请提供在刀具表面沉积金刚石涂层的方法对刀具表面沉积金刚石涂层，无需预先在刀具基体表面制备过渡层或者缓冲层，即可直接在刀具表面(包括切削刃处)沉积金刚石涂层，且制得的刀具刃口和边缘处的金刚石涂层附着力强、厚度均匀且连续致密，金刚石涂层厚度易于调控，大致为0.05-10μm；在后续刀具使用过程中，金刚石涂层也不易发生开裂和剥落现象，进而有效解决了刀具在对高硬度材料进行加工切削时易发生的崩刃和啃边现象，工艺简单，可实现大规模生产。
以下结合实施例对本申请提供的MPCVD载具以及在刀具表面沉积金刚石涂层的方法的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种MPCVD载具以及在刀具表面沉积金刚石涂层的方法，其中刀具尺寸为：长12.7mm，宽12.7mm，高5mm。
MPCVD载具包括具有放置区域的基台以及金属围挡。放置区域的尺寸为12.7*12.7mm，金属围挡首尾相接围设于放置区域的四周。金属围挡的材质为钼。金属围挡为正方形，高度为5.6mm，厚度为2.0mm，金属围挡与刀具之前的间隙为0.5mm；金属围挡的内壁四个直角处具有半径尺寸为1.2mm的倒角结构。
在刀具表面沉积金刚石涂层的方法包括如下步骤：
(1)将氮化硅刀具于丙酮溶液中超声10min，然后于50℃下干燥20min；然后将刀具于粒度为10μm的金刚石粉中干抛30min至表面光亮。
(2)将步骤(1)处理的刀具置于MPCVD***中的上述载具MPCVD载具的放置区域，真空条件下，通入氢气，于10Torr的反应腔气压下，于600W的激发功率下激发2min。
(3)继续通入甲烷，于50Torr的反应腔气压、1080℃的温度以及2000W的沉积功率下沉积10h，制得表面沉积金刚石涂层的刀具。
其中，甲烷和氢气的体积比为3.5:50。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于，金属围挡的高度为5mm。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于，步骤(3)中甲烷和氢气的体积比为8:50。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在于，步骤(3)中反应腔气压为15Torr，沉积功率为800W。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于MPCVD载具的不同，MPCVD载具仅由具有放置区域的基台组成，在刀具表面沉积金刚石涂层时将刀具放置于基台表面的放置区域内。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于MPCVD载具的不同，MPCVD载具包括具有放置区域的基台以及围绕放置区域四周间隔设置的金属凸起；其中，金属凸起为圆柱状且直径为2.0mm，高度为5.6mm，相邻的金属凸起之间的距离为0.5mm。
对比例3
对比例3与实施例1的区别在于MPCVD载具的不同，MPCVD载具中金属围挡的高度为3.0mm。
试验例1
对实施例1制得的表面沉积金刚石涂层的刀具刀刃处的表面涂层进行掠入射X射线衍射(GIXRD)以及拉曼(Raman)光谱表征，GIXRD表征结果如图3所示，可见光Raman表征如图4所示。
从图3可以看出，在2θ＝44°处和2θ＝76°处有两个明显的尖锐衍射峰，分别对应于金刚石的(111)晶面以及(220)晶面，表明刀具刀刃处的表面上沉积的金刚石涂层具有较高的结晶度和晶粒取向密度。从图4可以看出，在1332cm-1处出现了一个尖锐且强度较高的金刚石特征峰(D峰)，在1480-1520cm-1处出现的宽峰对应于sp2杂化的特征峰，表明刀具刀刃处的表面涂层中含有微米晶金刚石，上述结果证明了采用实施例1提供的在刀具表面沉积金刚石涂层的方法可以在刀具刀刃处以及刀具表面形成高品质的金刚石涂层。
试验例2
对实施例1、对比例1以及对比例2制得的表面沉积金刚石涂层的刀具进行扫描电子显微镜(SEM)表征，实施例1的刀具的刀刃表面的SEM形貌图如图5所示，实施例1的刀具的刀刃截面的SEM形貌图如图6以及图7所示，对比例1以及对比例2的刀具的刀刃表面的SEM形貌图分别如图8和图9所示。
从图5可以看出，刀具的刀刃处表面具有致密连续且均匀的金刚石涂层；且刀具表面及刃口处的金刚石涂层完整，没有发生脱落现象，表明金刚石涂层与刀具之间结合力强。从图6可以看出，刀具的刀刃处截面(即刀刃芯部)的金刚石粒径尺寸一致性高且形核密度大，表明采用实施例1提供的在刀具表面沉积金刚石涂层的方法可以使得刀刃处表面和刀刃处芯部均形成致密连续且均匀的高质量金刚石涂层。图7为图6的放大图，从图7可以看出，金刚石颗粒致密且颗粒饱满健硕，可以对刀具起到很好的保护作用，有利于增强刀具的切削性能和耐磨损性能、延缓切削刃的磨损失效、提高刀具寿命及切削效率、提升刀具的健壮性和工件加工表面质量的可控性等。而对比例1的刀具表面形成的金刚石涂层颗粒尺寸分布不均、金刚石涂层致密性差、金刚石涂层厚度不均匀并存在明显的涂层脱落现象，表明未在MPCVD载具表面的放置区域外周围设金属围挡无法有效在刀刃处表面形成致密、连续、均匀且结合力强的金刚石涂层。对比例2的刀具表面形成的金刚石涂层存在脱落现象，表明仅在放置区域四周间隔设置金属凸起也无法有效形成与刀具表面结合力强的金刚石涂层。
试验例3
对实施例1-4以及对比例1-3制得的表面沉积金刚石涂层的刀具进行性能表征，表征结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003626595790000121
说明：表1中，“切削速度100m/min下的刀具寿命”是将实施例1-4以及对比例1-3得到的刀具对淬硬钢GCr15进行切削时刀具能够正常使用所维持的时间；“是否崩刃”是将实施例1-4以及对比例1-3得到的刀具对淬硬钢GCr15进行切削操作后，刀具是否发生崩刃。
从表1中可以看出，实施例1-2得到的刀具表面粗糙度以及摩擦系数均低于对比例1-3得到的刀具表面粗糙度以及摩擦系数，且实施例1-2得到的刀具的切削性能均明显优于对比例1-3得到的刀具的切削性能，表明金属围挡的结构以及金属围挡的高度与刀具的高度之间的关系能够影响刀具表面沉积的金刚石涂层的质量。具体的，通过实施例1与实施例2的对比可以看出，金属围挡的高度高于刀具特定高度时相对于金属围挡与刀具高度相等时，可以有效使得刀具表面的金刚石涂层的金刚石形核密度更大且金刚石涂层致密性更高(即金刚石涂层的品质更高)，进而有利于提高刀具的使用寿命及切削性能；通过实施例1与对比例1的对比可以看出，设置金属围挡围设于刀具的四周相对于不设置金属围挡直接在刀具表面沉积金刚石涂层时，可以显著提高刀具表面沉积的金刚石涂层的质量；通过实施例1与对比例2的对比可以看出，采用金属围挡首尾相接围设于刀具四周相对于金属围挡上设置有间隙以对刀具表面沉积金刚石涂层时，也可以进一步提高刀具表面沉积的金刚石涂层的质量；通过实施例1-2与对比例3的对比可以看出，金属围挡的高度高于刀具特定高度或者金属围挡与刀具高度相等时相比于金属围挡的高度低于刀具的高度时，也可以进一步提高刀具表面沉积的金刚石涂层的质量。同时，实施例1-2以及对比例1-3得到的刀具性能优劣排序如下：实施例1＞实施例2＞对比例2＞对比例3＞对比例1，表明不设置金属围挡或者金属围挡的高度低于刀具的高度相对于金属围挡上具有间隙更能影响刀具表面沉积的金刚石涂层的质量。
实施例1得到的刀具表面粗糙度以及摩擦系数均低于实施例3-4得到的刀具表面粗糙度以及摩擦系数，且实施例1得到的刀具的切削性能明显优于实施例3-4得到的刀具的切削性能，表明甲烷与氢气的体积比以及沉积反应的反应气压和沉积功率均能够影响刀具表面沉积的金刚石涂层的质量。具体的，通过实施例1与实施例3的对比，表明沉积反应中甲烷的占比过高容易导致刀具表面生成的非金刚石相的成分增加，进而会降低刀具表面沉积的金刚石的质量；通过实施例1与实施例4的对比例，表明沉积反应的反应气压和沉积功率较低会降低刀具表面沉积的金刚石的质量，这是因为沉积反应的反应气压和沉积功率会影响沉积反应的温度，沉积温度较低会造成等离子体密度降低、金刚石的生长速率降低以及刀具表面的涂层中石墨和无定形碳的比例升高，不利于刀具表面形成均匀、致密且连续的高质量金刚石涂层。此外，实施例3-4得到的刀具的切削性能优于对比例1得到的刀具的切削性能，表明在刀具外周不设置金属围挡相比于沉积反应中的甲烷与氢气的比例以及沉积反应的条件参数更能影响刀具表面生成的金刚石涂层的质量。
综上，本申请提供的在刀具表面沉积金刚石涂层的方法由于使用上述提供的MPCVD载具承载刀具，可以使得刀具刃口处生长出附着力强、厚度均匀且连续致密的高品质金刚石涂层，不仅能够增强刀具切削刃的强度和耐磨损性能，延缓切削刃的磨损失效，提高刀具寿命及切削效率，还可以改善刀具的切削区状态，提升刀具的健壮性和工件加工表面质量的可控性，并保证刀具的加工表面质量和精度，使切削刀具的综合性能得到提升。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种MPCVD载具，其特征在于，包括：
基台，所述基台的表面具有放置区域；以及
首尾相接的金属围挡，所述金属围挡设置于所述基台的表面并围设于所述放置区域的四周。
2.根据权利要求1所述的MPCVD载具，其特征在于，所述金属围挡的材质选自钼、钽或钨。
3.一种在刀具表面沉积金刚石涂层的方法，其特征在于，包括：将刀具放置于如权利要求1或2所述的MPCVD载具的所述放置区域上，并对所述刀具表面沉积金刚石涂层；
其中，所述金属围挡的高度高于所述刀具0-1.2mm，所述金属围挡与所述刀具之间的间隙尺寸为0.2-0.8mm。
4.根据权利要求3所述的在刀具表面沉积金刚石涂层的方法，其特征在于，所述金属围挡的厚度为1.5-2.5mm。
5.根据权利要求3所述的在刀具表面沉积金刚石涂层的方法，其特征在于，所述对所述刀具表面沉积金刚石涂层的步骤包括：真空条件下，通入第一反应源气体进行激发反应；然后通入第二反应源气体进行沉积反应；
所述第一反应源气体包括先驱气体，所述先驱气体包括氢气；
所述第二反应源气体包括甲烷、乙炔以及乙烯中的至少一种；
所述第二反应源气体与所述先驱气体的体积比为(3-5)：50；
可选地，所述第一反应源气体还包括载气，所述载气包括氮气以及氩气中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的在刀具表面沉积金刚石涂层的方法，其特征在于，所述激发反应的激发功率为500-700W，所述激发反应的气压为8-12Torr；所述沉积反应的沉积功率为1000-2400W，所述沉积反应的气压为20-70Torr。
7.根据权利要求5所述的在刀具表面沉积金刚石涂层的方法，其特征在于，所述沉积反应的温度为980-1180℃，所述沉积反应的时间为11-20h。
8.根据权利要求3所述的在刀具表面沉积金刚石涂层的方法，其特征在于，在所述对所述刀具表面沉积金刚石涂层之前还包括对所述刀具进行抛光处理；所述抛光处理包括将所述刀具于粒径为0.1-30μm的金刚石粉中干抛14-45min。
9.根据权利要求8所述的在刀具表面沉积金刚石涂层的方法，其特征在于，在所述抛光处理之前还包括对所述刀具进行洁净处理；所述洁净处理包括将所述刀具于溶液中超声5-20min，然后将所述刀具于40-60℃下干燥10-30min；
可选地，所述溶液选自丙酮或乙醇。
10.根据权利要求3-9任一项所述的在刀具表面沉积金刚石涂层的方法，其特征在于，所述刀具的材质选自高速钢、硬质合金、氮化硅陶瓷、聚晶金刚石或聚晶立方氮化硼。
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