申請人:浙江工業大學
發明人:李曉 胡曉君 馮濤 章航程
摘要:本發明提供了一種亞穩奧氏體不銹鋼表面制備金剛石薄膜的方法,所述方法為:通過磁控濺射技術在經過噴砂處理的亞穩奧氏體不銹鋼表面沉積Cr/CrN過渡層,再將表面沉積有Cr/CrN過渡層的奧氏體不銹鋼先浸沒于金剛石微粉的丙酮懸浮液中超聲振蕩,然后浸沒于丙酮中超聲振蕩,干燥后,通過化學氣相沉積工藝,在Cr/CrN過渡層上沉積金剛石薄膜,制得成品;本發明制備的金剛石薄膜具有良好的膜基結合強度,以HR?150A洛氏硬度計在150Kgf壓頭作用下,壓痕表面未出現裂紋或損傷。
主權利要求:1.一種亞穩奧氏體不銹鋼表面制備金剛石薄膜的方法,其特征在于,所述方法按如下步驟進行:(1)對亞穩奧氏體不銹鋼表面進行噴砂處理,所述噴砂處理采用30~320目的玻璃砂,工作壓力為0.1~0.5MPa,噴砂時間為1~30min;(2)通過磁控濺射技術在經過步驟(1)處理的亞穩奧氏體不銹鋼表面沉積Cr/CrN過渡層,操作方法為:將經過步驟(1)處理的亞穩奧氏體不銹鋼置于非平衡磁控濺射儀中,先用Ar等離子體清洗,基體偏壓為400~500V,時間為20~30min;再沉積Cr層,基體偏壓為60~100V,沉積時間為10~150min;然后在真空室中通入氮氣,進行CrN反應磁控濺射沉積,N2的體積流量在90~1200min的沉積時間內從20sccm逐漸升高到30sccm,得到表面沉積有Cr/CrN過渡層的奧氏體不銹鋼;(3)將步驟(2)所得表面沉積有Cr/CrN過渡層的奧氏體不銹鋼先浸沒于金剛石微粉的丙酮懸浮液中,20~80KHz超聲振蕩5~40min,再浸沒于丙酮中,20~80KHz超聲振蕩1~30s,干燥后,通過化學氣相沉積工藝,在沉積溫度600~700℃、沉積氣壓1.3~6KPa、偏流1~4A、丙酮載氣與氫氣流量比為0.3~0.45:1、沉積時間60~180min的條件下,在Cr/CrN過渡層上沉積金剛石薄膜,制得成品。
2.如權利要求1所述的亞穩奧氏體不銹鋼表面制備金剛石薄膜的方法,其特征在于,步驟(1)中,所述的亞穩奧氏體不銹鋼為200系列Cr-Mn型奧氏體不銹鋼或300系列Cr-Ni型奧氏體不銹鋼。
3.如權利要求1所述的亞穩奧氏體不銹鋼表面制備金剛石薄膜的方法,其特征在于,步驟(1)中,所述的亞穩奧氏體不銹鋼的產品牌號為201、202、301或304。
4.如權利要求1所述的亞穩奧氏體不銹鋼表面制備金剛石薄膜的方法,其特征在于,步驟(3)中,所述金剛石微粉的粒度為W0.2~W2。
5.如權利要求1所述的亞穩奧氏體不銹鋼表面制備金剛石薄膜的方法,其特征在于,步驟(3)中,所述金剛石微粉的丙酮懸浮液的濃度為0.005~0.02g/mL。