申請人:上海交友鉆石涂層有限公司
發(fā)明人:孫方宏 張文驊 郭睿 郭松壽 張志明 沈荷生
摘要:本發(fā)明公開了一種適用于水潤滑的金剛石涂層拉拔模具制備方法;以各種孔徑的硬質(zhì)合金拉拔模具為襯底,內(nèi)孔表面經(jīng)稀鹽酸滴加雙氧水腐蝕去鈷,以碳化硅粉噴砂、鉆石粉研磨粗化處理,洗凈后熱絲CVD法沉積金剛石涂層;將金剛石涂層拉拔模具先后或交叉進(jìn)行稀硫酸條件下的陽極氧化和有氧條件下對涂層研磨拋光等后處理,使金剛石涂層最后的表面光潔度達(dá)到Ra≤0.1μm。金剛石涂層拉拔模具工作面硬度高,耐腐蝕,其表面親水性又能使水形成連續(xù)的潤滑膜,加上涂層表面均勻分布有自潤滑性的石墨成份,在金屬拉絲、管減徑減壁的拉拔過程中,可以用水潤滑代替油潤滑,不但可以降低成本,而且能夠有效避免油基潤滑劑的大量使用引起的生態(tài)環(huán)境污染。
主權(quán)利要求:1.一種適用于水潤滑的金剛石涂層拉拔模具制備方法,其特征在于,所述方法包括如下步驟:A、以各種孔徑的硬質(zhì)合金拉拔模具為襯底,內(nèi)孔表面經(jīng)稀鹽酸滴加雙氧水腐蝕去鈷后,經(jīng)碳化硅粉噴砂、金剛石微粉研磨粗化處理,洗凈備用;B、將步驟A處理后的模具進(jìn)行熱絲CVD法沉積金剛石涂層;C、除內(nèi)孔外,將沉積金剛石涂層的模具的其他部位用石蠟保護(hù)后,作為陽極置于稀硫酸中進(jìn)行陽極氧化,洗凈;D、步驟C制得的模具內(nèi)孔表面在有氧條件下進(jìn)行金剛石微粉研磨拋光;E、重復(fù)步驟C、D,至內(nèi)孔表面光潔度達(dá)Ra≤0.1μm,濕潤角接近于零度;即得所述適用于水潤滑的金剛石涂層拉拔模具。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于水潤滑的金剛石涂層拉拔模具制備方法,其特征在于,所述熱絲CVD法沉積中,反應(yīng)氣體為氫氣和摻硼的碳源氣體,所述摻硼的碳源氣 體中硼碳原子比為0.1~1%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于水潤滑的金剛石涂層拉拔模具制備方法,其特征在于,所述碳源為甲烷和含氧有機(jī)低分子化合物的混合氣體;所述碳源中碳氧原子比為 2~10。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于水潤滑的金剛石涂層拉拔模具制備方法,其特征在于,所述含氧有機(jī)低分子化合物包括乙醇、丙酮、甲醇中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項所述的適用于水潤滑的金剛石涂層拉拔模具制備方法,其特征在于,所述熱絲CVD法沉積的工藝條件為:熱絲位于孔徑軸線位置,反 應(yīng)壓力為2~8kPa,氣體總流量400~1000ml/min,碳源/氫氣體積比1~5%,熱絲溫度2000~2300℃,直流偏流2~10A,經(jīng)4~8小時沉積得到10~20μm的導(dǎo)電金剛石 涂層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于水潤滑的金剛石涂層拉拔模具制備方法,其特征在于,步驟C中,所述稀硫酸濃度為0.02~0.2mol/L,所述陽極氧化采用的電極電壓 2~5V,時間為20~60min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于水潤滑的金剛石涂層拉拔模具制備方法,其特征在于,步驟D中,所述金剛石微粉的粒度為5~20μm,研磨拋光時間為0.5~5h。