申請(qǐng)?zhí)枺?01610027985.6
　　申請(qǐng)人：中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
　　發(fā)明人：唐永炳 張靜 蔣春磊

　　摘要：本發(fā)明公開(kāi)了一種多層金剛石涂層及其制備方法和涂層工具。本發(fā)明多層金剛石涂層包括至少一復(fù)合金剛石涂層結(jié)構(gòu)單元，所述復(fù)合金剛石涂層結(jié)構(gòu)單元包括微米晶金剛石涂層和依次生長(zhǎng)在所述微米晶金剛石涂層表面的納米晶金剛石涂層和超細(xì)納米晶金剛石涂層。本發(fā)明多層金剛石涂層硬度和耐磨性以及韌性高，表面粗超度、摩擦系數(shù)和涂層應(yīng)力低。本發(fā)明涂層工具包括工具本體和結(jié)合在工具本體表面的本發(fā)明多層金剛石涂層，同時(shí)，本發(fā)明涂層工具硬度高，抗耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)，且多層金剛石涂層與工具本體結(jié)合牢固，更有利于精密加工，降低加工成本，提高生產(chǎn)效率。 　　主權(quán)利要求：1.一種多層金剛石涂層，其特征在于：包括至少一復(fù)合金剛石涂層結(jié)構(gòu)單元，所述復(fù)合金剛石涂層結(jié)構(gòu)單元包括微米晶金剛石涂層和依次生長(zhǎng)在所述微米晶金剛石涂層表面的納米晶金剛石涂層和超細(xì)納米晶金剛石涂層。
　　2.如權(quán)利要求1所述的多層金剛石涂層，其特征在于：所述復(fù)合金剛石 涂層結(jié)構(gòu)單元為兩個(gè)以上，且沿著所述微米晶金剛石涂層至超細(xì)納米晶金剛 石涂層為單元重復(fù)的方向，各所述復(fù)合金剛石涂層結(jié)構(gòu)單元依次生長(zhǎng)結(jié)合。
　　3.如權(quán)利要求1-2任一所述的多層金剛石涂層，其特征在于：所述微米 晶金剛石涂層中的金剛石粒徑為1μm-15μm；和/或 所述納米晶金剛石涂層中的金剛石粒徑為100-999nm；和/或 所述超細(xì)納米晶金剛石涂層中的金剛石粒徑為1-100nm；和/或 所述多層金剛石涂層總厚度為1-500μm。
　　4.一種多層金剛石涂層的制備方法，其包括如下制備步驟： 將用于在其表面生成金剛石的基底進(jìn)行表面預(yù)處理后置于金剛石懸浮 液中進(jìn)行表面接種處理，取出后進(jìn)行干燥處理； 將經(jīng)干燥處理后的所述基底置于真空沉積腔體內(nèi)，采用熱絲化學(xué)氣相沉 積法在所述基底表面至少一次的進(jìn)行依次沉積生長(zhǎng)微米晶金剛石涂層、納米 晶金剛石涂層和超細(xì)納米晶金剛石涂層的步驟。
　　5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于：生長(zhǎng)所述微米晶金剛 石涂層的工藝條件為：真空室氣壓0.5-10kPa，加熱溫度2000℃-2600℃，基 底溫度600℃-1000℃，甲烷濃度0.1％-10％，氣流量50-350sccm，加熱絲與 基底上表面間距1-20mm，沉積時(shí)間1-600min，相鄰加熱絲排布間距為 5-35mm；和/或 生長(zhǎng)所述納米晶金剛石層的工藝條件為：真空室氣壓0.3-8kPa，加熱溫 度1500℃-2300℃，基底溫度500℃-900℃，甲烷濃度0.1％-15％，氣流量 50-350sccm，加熱絲與刀具上表面間距1-25mm，沉積時(shí)間1-600min，相鄰 加熱絲排布間距為5-35mm；和/或 生長(zhǎng)所述超細(xì)納米晶金剛石層的工藝條件為：真空室氣壓0.1-6kPa，加 熱溫度1500℃-2100℃，基底溫度500℃-800℃，甲烷濃度0.1％-25％，氣流 量50-350sccm，加熱絲與刀具上表面間距1-30mm，沉積時(shí)間1-600min，相 鄰加熱絲排布間距為5-35mm。
　　6.如權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其特征在于：所述依次生長(zhǎng)微米 晶金剛石涂層、納米晶金剛石涂層和超細(xì)納米晶金剛石涂層的步驟至少重復(fù) 一次，使得依次生長(zhǎng)結(jié)合的所述微米晶金剛石涂層、納米晶金剛石涂層和超 細(xì)納米晶金剛石涂層為單元結(jié)構(gòu)在所述基底上呈周期性生長(zhǎng)。
　　7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其特征在于：所述金剛石懸浮 液中的金剛石粒徑為0.1-10μm；和/或 所述金剛石懸浮液中的金剛石懸浮顆粒占所述金剛石懸浮液總質(zhì)量的 1％-30％；和/或 所述基底為硬質(zhì)合金；和/或 所述加熱絲為鉭絲或鎢絲中的一種。
　　8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于：所述硬質(zhì)合金為碳化 鎢基硬質(zhì)合金、碳化鈦基硬質(zhì)合金、碳氮化鈦基硬質(zhì)合金、碳化鉻基硬質(zhì)合 金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金中的一種。
　　9.一種涂層工具，包括工具本體，其特征在于：在所述工具本體的表面 上還結(jié)合有權(quán)利要求1-3任一所述的多層金剛石涂層或者由權(quán)利要求4-8任 一所述的多層金剛石涂層的制備方法制備的多層金剛石涂層，位于所述多層 金剛石涂層端面的所述的微晶金剛石膜層與所述工具基底表面結(jié)合。
　　10.如權(quán)利要求9所述的涂層工具，其特征在于：所述工具本體為刀具、 零部件或模具。