CN115142034A - 高速类金刚石涂层制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明高速类金刚石涂层制备方法，通过类金刚石涂层制备设备进行高速类金刚石涂层制备，类金刚石涂层制备设备包括炉体，炉体呈八角炉体状，且中部设置有离子源模组，八角炉体状的炉体的其中之二两个对角内壁上对应设置有一组磁性溅射模组A，对应一组磁性溅射模组A，八角炉体状的炉体的另两个对角内壁上对应设置有一组磁性溅射模组B；磁性溅射模组A和磁性溅射模组B均包括磁控溅射靶，磁控溅射靶环绕设置有磁控线圈。

Description

高速类金刚石涂层制备方法
技术领域
本发明涉及刀具表面涂层技术及使用设备，具体的，其展示一种高速类金刚石涂层制备方法。
背景技术
涂层刀具是在强度和韧性较好的硬质合金或高速钢基体表面上，涂覆一薄层耐磨性好的难熔金属或非金属化合物。涂层作为一个化学屏障和热屏障，减少了刀具与工件间的扩散和化学反应，从而减少了基体的磨损。
部分场合中，需要进行特殊涂层的设置，如随着现代加工业朝着高精度、高速切削、干式切削等方向发展，人们对硬质合金刀具提出了更高的要求。DLC薄膜涂层，又称类金刚石涂层，具有基体高强度、高韧性以及涂层高硬度、高耐磨性的特点，可以提高刀具寿命和加工效率。
但现阶段使用的类金刚石涂层设备一般为单独使用溅射沉积源进行制备，溅射沉积源成型效率低，且类金刚石涂层成型后表面硬度要求越高越需要更长时间做业，无法满足高效生产所需。
因此，有必要提供一种高速类金刚石涂层制备方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高速类金刚石涂层制备方法。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：
一种高速类金刚石涂层制备方法，通过类金刚石涂层制备设备进行高速类金刚石涂层制备，类金刚石涂层制备设备包括炉体，炉体呈八角炉体状，且中部设置有离子源模组，八角炉体状的炉体的其中之二两个对角内壁上对应设置有一组磁性溅射模组A，对应一组磁性溅射模组A，八角炉体状的炉体的另两个对角内壁上对应设置有一组磁性溅射模组B；磁性溅射模组A和磁性溅射模组B均包括磁控溅射靶，磁控溅射靶环绕设置有磁控线圈；
具体流程为：
4)炉体1内进行加热至150°，时间60min；
5)炉体内填充氩气0.5Pa，离子源模组进行离子刻蚀，时间90min；
6)打底：
3-4)一组磁性溅射模块A2进行铬打底，打底时间5min；
3-5)一组磁性溅射模块A2、一组磁性溅射模块B3进行铬及碳化钨混镀，混度时间5min；
3-6)一组磁性溅射模块B3进行碳化钨镀膜，时间5min，获得厚度5μ打底层；
4)加强层制备：
4-1)一组磁性溅射模块A2进行铬层镀膜，时间5min；
4-4)一组磁性溅射模块A2、一组磁性溅射模块B3进行铬及碳化钨混镀，混度时间5min；
4-5)一组磁性溅射模块B3进行碳化钨镀膜，时间5min，获得厚度5μ加强层；
5)加强外层制备：炉体1内填充C2H2气体1Pa,磁控线圈5通直流电5A，偏压600V，一组磁性溅射模块A2、一组磁性溅射模块B3进行铬及碳化钨混度，混镀时间150min，最终形成厚度10μ的类金刚石加强外层。
进一步的，离子源模组对应形成炉体内部区域的离子刻蚀件，配合一组磁性溅射模组A、一组磁性溅射模组B形成高速离子刻蚀磁性溅射一体式涂层制备结构。
进一步的，步骤4)后获得厚度10μ的类金刚石基层膜。
进一步的，步骤1)中，需要抽真空30min至1/103Pa。
进一步的，磁性溅射模组A和磁性溅射模组B间隔一八角炉内壁设置，形成均匀布满八角炉内的间隔分散式周圈磁性溅射结构。
进一步的，离子源模组包括设置于八角炉中部顶端的灯丝离子源，灯丝离子源连接设备阴极形成离子源模组阴极部，且对应设置有离子源模组阳极部；离子源模组阴极部和离子源模组阳极部间的八角炉内空间形成高速离子刻蚀区域。
进一步的，磁控线圈进行磁控溅射靶的电流及磁场大小控制，形成高效磁性控制溅射结构。
进一步的，磁性溅射模块A和磁性溅射模组B均设置于炉板上，炉板通过铰接结构可开关连接于八角炉主体。
进一步的，磁性溅射模块A和磁性溅射模组B其中之一为铬磁性溅射靶，另一为碳化钨磁性溅射靶。
与现有技术相比，本发明通过离子源高速刻蚀，结合间隔分散式周圈磁性溅射结构的均匀圈布溅射，形成高效类金刚石涂层制备结构。
附图说明
图1是本发明的结构示意图之一。
图2是本发明的结构示意图之二。
图3是本发明的结构示意图之三。
具体实施方式
实施例1:
请参阅图1至图3，本实施例展示一种类金刚石涂层制备设备，包括炉体1，炉体1呈八角炉体状，且中部设置有离子源模组，八角炉体状的炉体1的其中之二两个对角内壁上对应设置有一组磁性溅射模组A2，对应一组磁性溅射模组A2，八角炉体状的炉体1的另两个对角内壁上对应设置有一组磁性溅射模组B3；
离子源模组对应形成炉体1内部区域的离子刻蚀件，配合一组磁性溅射模组A2、一组磁性溅射模组B3形成高速离子刻蚀磁性溅射一体式涂层制备结构。
磁性溅射模组A2和磁性溅射模组B3间隔一八角炉内壁设置，形成均匀布满八角炉内的间隔分散式周圈磁性溅射结构。
离子源模组包括设置于八角炉中部顶端的灯丝离子源4，灯丝离子源4连接设备阴极形成离子源模组阴极部，且对应设置有离子源模组阳极部41；离子源模组阴极部和离子源模组阳极部41间的八角炉内空间形成高速离子刻蚀区域。
磁性溅射模组A2和磁性溅射模组B3均包括磁控溅射靶31，磁控溅射靶31环绕设置有磁控线圈5，磁控线圈5进行磁控溅射靶31的电流及磁场大小控制，形成高效磁性控制溅射结构。
磁性溅射模块A2和磁性溅射模组B3均设置于炉板上，炉板通过铰接结构可开关连接于八角炉主体。
磁性溅射模块A2和磁性溅射模组B3其中之一为铬磁性溅射靶，另一为碳化钨磁性溅射靶。
磁控溅射靶3高度为A，占据八角炉内壁高度的82％-87％，形成高对应占比式炉体磁控溅射分布结构。
磁控溅射靶3的宽度为B，占据八角炉其中之一内壁的75％-80％。
实施例2：
实施例1用于高速类金刚石涂层制备，具体流程为：
7)炉体1内进行加热至150°，时间60min；
8)炉体内填充氩气0.5Pa，离子源模组进行离子刻蚀，时间90min；
9)打底：
3-7)一组磁性溅射模块A2进行铬打底，打底时间5min；
3-8)一组磁性溅射模块A2、一组磁性溅射模块B3进行铬及碳化钨混镀，混度时间5min；
3-9)一组磁性溅射模块B3进行碳化钨镀膜，时间5min；
4)加强层制备：
4-1)一组磁性溅射模块A2进行铬层镀膜，时间5min；
4-6)一组磁性溅射模块A2、一组磁性溅射模块B3进行铬及碳化钨混镀，混度时间5min；
4-7)一组磁性溅射模块B3进行碳化钨镀膜，时间5min；
5)加强外层制备：炉体1内填充C2H2气体1Pa,磁控线圈5通直流电5A，偏压600V，一组磁性溅射模块A2、一组磁性溅射模块B3进行铬及碳化钨混度，混镀时间150min，最终形成厚度2μ的类金刚石加强外层。
步骤1)中，需要抽真空30min至1/103Pa。
与现有技术相比，本发明通过离子源高速刻蚀，结合间隔分散式周圈磁性溅射结构的均匀圈布溅射，形成高效类金刚石涂层制备结构。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高速类金刚石涂层制备方法，其特征在于：通过类金刚石涂层制备设备进行高速类金刚石涂层制备，类金刚石涂层制备设备包括炉体，炉体呈八角炉体状，且中部设置有离子源模组，八角炉体状的炉体的其中之二两个对角内壁上对应设置有一组磁性溅射模组A，对应一组磁性溅射模组A，八角炉体状的炉体的另两个对角内壁上对应设置有一组磁性溅射模组B；磁性溅射模组A和磁性溅射模组B均包括磁控溅射靶，磁控溅射靶环绕设置有磁控线圈；
具体流程为：
1)炉体内进行加热至150°，时间60min；
2)炉体内填充氩气0.5Pa，离子源模组进行离子刻蚀，时间90min；
3)打底：
3-1)一组磁性溅射模块A进行铬打底，打底时间5min；
3-2)一组磁性溅射模块A、一组磁性溅射模块B进行铬及碳化钨混镀，混度时间5min；
3-3)一组磁性溅射模块B进行碳化钨镀膜，时间5min；
4)加强层制备：
4-1)一组磁性溅射模块A进行铬层镀膜，时间5min；
4-2)一组磁性溅射模块A、一组磁性溅射模块B进行铬及碳化钨混镀，混度时间5min；
4-3)一组磁性溅射模块B进行碳化钨镀膜，时间5min；
5)加强外层制备：炉体内填充C2H2气体1Pa,磁控线圈通直流电A，偏压600V，一组磁性溅射模块A、一组磁性溅射模块B进行铬及碳化钨混度，混镀时间150min，最终形成厚度10μ的类金刚石加强外层。
2.根据权利要求1所述的一种高速类金刚石涂层制备方法，其特征在于：离子源模组对应形成炉体内部区域的离子刻蚀件，配合一组磁性溅射模组A、一组磁性溅射模组B形成高速离子刻蚀磁性溅射一体式涂层制备结构。
3.根据权利要求2所述的一种高速类金刚石涂层制备方法，其特征在于：步骤4)后获得厚度10μ的类金刚石基层膜。
4.根据权利要求3所述的一种高速类金刚石涂层制备方法，其特征在于：步骤1)中，需要抽真空30min至1/103Pa。
5.根据权利要求4所述的一种高速类金刚石涂层制备方法，其特征在于：磁性溅射模组A和磁性溅射模组B间隔一八角炉内壁设置，形成均匀布满八角炉内的间隔分散式周圈磁性溅射结构。
6.根据权利要求5所述的一种高速类金刚石涂层制备方法，其特征在于：离子源模组包括设置于八角炉中部顶端的灯丝离子源，灯丝离子源连接设备阴极形成离子源模组阴极部，且对应设置有离子源模组阳极部；离子源模组阴极部和离子源模组阳极部间的八角炉内空间形成高速离子刻蚀区域。
7.根据权利要求6所述的一种高速类金刚石涂层制备方法，其特征在于：磁控线圈进行磁控溅射靶的电流及磁场大小控制，形成高效磁性控制溅射结构。
8.根据权利要求7所述的一种高速类金刚石涂层制备方法，其特征在于：磁性溅射模块A和磁性溅射模组B均设置于炉板上，炉板通过铰接结构可开关连接于八角炉主体。
9.根据权利要求8所述的一种高速类金刚石涂层制备方法，其特征在于：磁性溅射模块A和磁性溅射模组B其中之一为铬磁性溅射靶，另一为碳化钨磁性溅射靶。
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