一種內孔表面納米級金剛石涂層拉絲模具的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及金剛石涂層制作領域，尤其涉及納米級金剛石涂層制作。
【背景技術】
[0002]目前利用化學氣相沉積方法，在含鈷量小于8%的碳化鎢拉絲模具內孔表面作微米級涂層已基本成熟。由于CVD方法生長的金剛石薄膜的性質近似于天然單晶金剛石，硬度相當之高，故在拉絲行業(yè)中受到廣大用戶的表睞。眾所周知要得到光滑表面與模具內孔的光潔度粗糙度有著密不可分的關系，粗糙度越小光潔度越高的模具內孔在拔制過程中阻力將越小，拉拔出的產品表面就越光滑。特別是電纜行業(yè)緊壓鋁導體絞合工藝中，光潔度越低的模具，絞合成的導體表面毛刺越多，易出現擊穿現象且在緊壓絞合過程中會產生大量的鋁肩，所以提高模具內孔表面光潔度對提高整體模具質量顯得尤為重要。由于目前化學氣相沉積工藝生長的金剛石薄膜均為微米級膜層，出于表面顆粒較大的大原因，加上膜層硬度非常之高，模具拋光上存在極大的困難，也難到拋光至光潔度如鏡面狀態(tài)的模具內孔表面。
[0003]中國專利公告號CN102586777A，公開了一種基于微/納米金剛石過渡層的立方氮化硼涂層刀具的制備方法，該方法主要步驟是:硬質合金襯底預處理；鉭絲預處理；將襯底放入熱絲法化學氣相沉積設備中通過改變工藝參數，分別沉積微米級金剛石和納米級金剛石；將沉積好的薄膜置于射頻磁控濺射設備中用Ar離子進行預濺射處理；以hBN為靶材，在Ar氣和N 2氣氣氛中以微/納米金剛石為過渡層沉積立方氮化硼涂層。該種方法雖然也采用Ar離子進行濺射處理，但其應用于刀具沉積立方氮化硼，并且其Ar離子進行濺射處理在金剛石薄膜沉積結束后，并不以沉積納米級金剛石為目的，兩者不存在技術啟示，并且無法克服現在技術存在的模具內孔拋光難度大的問題。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明針對現有技術的不足，提供了一種工藝簡單，只需通過物理摩擦拋光方法就可以達到光潔度如鏡面狀態(tài)的內孔表面納米級金剛石涂層拉絲模具的制作方法。
[0005]為實現本發(fā)明目的，提供了以下技術方案:一種內孔表面納米級金剛石涂層拉絲模具的制作方法，首先將襯底經化學處理后，然后將襯底直接置于CVD設備反應室中用CVD氣相沉積方法，以氣體流量300~400毫升/分的4來刻蝕石墨或抑制石墨生長，以5~10%的氣體流量的丙酮、甲醇混合物為碳源，兩者比例為1:1，經過0.5h的形核與6~7h的生長過程，在模具內孔表面沉積一層金剛石薄膜，其特征在于在生長過程結束前l(fā)~3h在反應氣體中添加50~60%氣體流量Ar摻雜。
[0006]作為優(yōu)選，熱絲為鉭絲。
[0007]作為優(yōu)選，襯底為含鈷量8%以下的碳化物合金。
[0008]作為優(yōu)選，CVD設備反應室氣壓為3~8Kp，通過熱絲周圍2200_2300°C熱量產生一個等離子空間。
[0009]作為優(yōu)選，在熱絲與模具內孔之間施加50-100V的直流偏壓，從而形成直流放電
1-5A的電流，使模具內孔成為一個強等離子空間。
[0010]本發(fā)明有益效果:本發(fā)明通過在生長過程的最后幾小時通入Ar氣，使其在內層金剛石薄膜上再積層納米級的金剛石薄膜，硬度高，使表面顆粒細微，便于拋光加工，并且工藝簡單，適宜產業(yè)化應用。
【具體實施方式】
[0011]實施例1:一種內孔表面納米級金剛石涂層拉絲模具的制作方法，首先將襯底經化學處理后，然后將襯底直接置于CVD設備反應室中用CVD氣相沉積方法，將鉭絲穿于襯底內孔內，襯底為含鈷量8%以下的碳化物合金，將CVD設備反應室氣壓設置為3~8Kp，通過熱絲周圍2200-2300°C熱量產生一個等離子空間，以氣體流量300~400毫升/分的H2來刻蝕石墨或抑制石墨生長，以5~10%的氣體流量的丙酮、甲醇混合物為碳源，兩者比例為1:1，經過0.5h的形核與5h的生長過程，在模具內孔表面沉積第一層微米級金剛石薄膜，在生長過程結束前l(fā)~3h在反應氣體中添加50~60%氣體流量Ar摻雜。
[0012]實施例2:參照實施例1，在熱絲與襯底內孔之間施加50~100V的直流偏壓，從而形成直流放電1~5A的電流，使襯底內孔成為一個強等離子空間，使模具內孔成為一個強等離子空間，加速了金剛石薄膜的生長速度。
【主權項】
1.一種內孔表面納米級金剛石涂層拉絲模具的制作方法，首先將襯底經化學處理后，然后將襯底直接置于CVD設備反應室中用CVD氣相沉積方法，經過0.5h的形核與6~7h的生長過程，以氣體流量300~400暈升/分的112來刻蝕石墨或抑制石墨生長，以5~10%的氣體流量的丙酮、甲醇混合物為碳源，兩者比例為1:1，在模具內孔表面沉積一層金剛石薄膜，其特征在于在生長過程結束前l(fā)~3h在反應氣體中添加50~60%氣體流量Ar摻雜。
2.根據權利要求1所述的一種內孔表面納米級金剛石涂層拉絲模具的制作方法，其特征在于熱絲為鉭絲。
3.根據權利要求1所述的一種內孔表面納米級金剛石涂層拉絲模具的制作方法，其特征在于襯底為含鈷量8%以下的碳化物合金。
4.根據權利要求1所述的一種內孔表面納米級金剛石涂層拉絲模具的制作方法，其特征在于CVD設備反應室氣壓為3~8Kp，通過熱絲周圍2200-2300°C熱量產生一個等離子空間。
5.根據權利要求1所述的一種內孔表面納米級金剛石涂層拉絲模具的制作方法，其特征在于在熱絲與模具內孔之間施加50-100V的直流偏壓，從而形成直流放電1~5A的電流，使模具內孔成為一個強等離子空間。
【專利摘要】一種內孔表面納米級金剛石涂層拉絲模具的制作方法，首先將襯底經化學處理后，然后將襯底直接置于CVD設備反應室中用CVD氣相沉積方法，經過0.5h的形核與6~7h的生長過程，以氣體流量300~400毫升/分的H2來刻蝕石墨或抑制石墨生長，以5~10%的氣體流量的丙酮、甲醇混合物為碳源，兩者比例為1:1，在模具內孔表面沉積一層金剛石薄膜，在生長過程結束前1~3h在反應氣體中添加50~60%氣體流量Ar摻雜。本發(fā)明沉積方法生長的金剛石薄膜內層為微米級薄膜，顆粒粗糙，結合力強，而外層經摻雜反應為納米級顆粒，則顆粒細微，硬度高便于拋光加工。
【IPC分類】C23C16-27
【公開號】CN104789937
【申請?zhí)枴緾N201510079994
【發(fā)明人】張世勇
【申請人】河北一纜通電子商務有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年2月15日