申請(qǐng)?zhí)枺?01310672421

　　申請(qǐng)人：南京航空航天大學(xué)

　　摘要：一種立方氮化硼涂層刀具的制備方法，其特征是它包括：Si3N4陶瓷襯底的預(yù)處理；將襯底放入熱絲化學(xué)氣相沉積設(shè)備中沉積摻硼金剛石；對(duì)沉積好的薄膜樣品放入直流等離子體噴射化學(xué)氣相沉積設(shè)備中在30～40V正偏壓下進(jìn)行刻蝕清潔表面預(yù)處理30～45s，接著沉積立方氮化硼涂層，具體參數(shù):BF3,N2,Ar和H2的流量分別為20sccm、2slm、3slm、4sccm，總的反應(yīng)氣壓為4kPa，襯底負(fù)偏壓為65V，襯底溫度為860?C，沉積時(shí)間為50min。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、操作較容易，涂層與基底結(jié)合性能得到明顯提升。

　　獨(dú)立權(quán)利要求：1.一種立方氮化硼涂層刀具的制備方法，其特征是它包括：（一）襯底的預(yù)處理：使用Si3N4陶瓷刀片作為襯底材料，先將Si3N4陶瓷刀片進(jìn)行表面打磨，打磨使用W20、W14、W7型號(hào)金剛石砂紙從粗到細(xì)依次打磨共計(jì)30～45min；之后將打磨后的Si3N4陶瓷刀片放入丙酮溶液中超聲清洗10～15min，再將經(jīng)所述超聲清洗后的Si3N4陶瓷刀片置于由粒度為0.5～1μm的金剛石微晶粉末配置而成的丙酮懸濁液中超聲15～20min，取出后立即用去離子水濾過(guò)表面，放入酒精溶液中再超聲清洗5～10min，電吹風(fēng)吹干待用，得到襯底；（二）鉭絲預(yù)處理：熱絲化學(xué)氣相沉積設(shè)備中的熱絲為鉭絲，將鉭絲拉直并固定在襯底上方，然后在總氣體流量400sccm，C/H為2%～4%的碳源濃度下碳化1小時(shí)；碳化后升起沉積臺(tái)，控制襯底與鉭絲的距離為4～8mm；（三）襯底表面噴金處理及沉積摻硼金剛石過(guò)渡層：為保證襯底偏壓電流的順利導(dǎo)出，應(yīng)先對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的作為襯底的陶瓷刀片背面進(jìn)行噴金處理；再使用熱絲化學(xué)氣相沉積法在經(jīng)過(guò)噴金處理的襯底上沉積摻硼金剛石，得到表面有摻硼金剛石過(guò)渡層的襯底；（四）最后，沉積立方氮化硼涂層：將沉積好摻硼金剛石過(guò)渡層的襯底放入直流等離子體噴射化學(xué)氣相沉積設(shè)備中，先通入BF3,N2,Ar這三種氣體，在正偏壓30～40V條件下刻蝕30～45s，對(duì)襯底進(jìn)行清潔處理；刻蝕完后通入H2,然后在經(jīng)過(guò)清潔處理的表面沉積有摻硼金剛石過(guò)渡層的襯底上再沉積立方氮化硼涂層，得到結(jié)合強(qiáng)度滿(mǎn)足要求的立方氮化硼涂層刀具。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的丙酮懸濁液中金剛石微晶粉末的重量百分比為0.1～1%。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的熱絲法化學(xué)氣相沉積摻硼金剛石的工藝參數(shù)為：襯底置于鉭絲下方約4～8mm，熱絲溫度2400～2700?C，襯底溫度800℃，反應(yīng)氣壓2.5kPa，碳源濃度1%，摻硼濃度2000～4000ppm，總流量400sccm, 沉積時(shí)間5h。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的立方氮化硼涂層沉積工藝參數(shù)為：BF3, N2, Ar和H2的流量分別為20sccm、2slm、3slm、4sccm，總的反應(yīng)氣壓為 4kPa，襯底負(fù)偏壓為65V，襯底溫度為860?C，沉積時(shí)間為50min。