[实用新型]沉积金刚石涂层的装置

说明书

本实用新型公开了一种沉积金刚石涂层的装置。本实用新型沉积金刚石涂层的装置包括真空腔室和设置在所述真空腔室内的样品台，所述样品台包括传动杆和若干夹具，每一所述夹具包括夹持部和与所述夹持部固定连接的连杆，在所述连杆上设有从动轮，所述传动杆驱动所述从动轮转动实现所述夹持部的旋转。当将待生长金刚石涂层的模具夹设在所述装置的夹具所含夹持部后，在所述传动杆驱动下，所述模具能够发生360度的旋转，从而能够方便控制所述模具特别是大尺寸复杂模具的转动，从而实现在所述模具表面形成生长均匀的金刚石涂层，特别是能够使得拉丝模具的微孔内表面上生长均匀的金刚石涂层，而且提高了金刚石涂层与模具结合强度。

技术领域

本实用新型属于超硬复合材料和设备技术领域，具体涉及一种沉积金刚石涂层的装置。

背景技术

随着高端制造业的发展，传统切削工具和机械元件无论是使用寿命，精度还是加工表面完整性等指标均难以满足精密高端制造业的要求。金刚石是已知物质中硬度最高的物质，不仅具有较低的摩擦系数和最高的弹性模量，而且还具有最高的热导率以及良好的化学稳定性，在精密高端制造领域极具前景。

天然金刚石数量小，尺寸有限，且价格异常昂贵，不适合应用在制造领域，而高温高压制备人工金刚石复合片等制备成本高，工艺复杂，更重要的是其极难加工成为特定形状尺寸的机械件。这些都限制了金刚石在现代高端制造领域的应用发展。

化学气相沉积技术如热丝辅助化学气相沉积技术是目前常用制备金刚石涂层方法。热丝化学气相沉积制备金刚石涂层的优势是其设备简单，成本低廉，其能够在特殊形状机械工件表面制备金刚石涂层，可以使得机械工件同时兼具基体和金刚石的特性。目前热丝气相沉积在复杂工件表面制备金刚石涂层所需要解决的问题主要存在二个：第一是由于金刚石的热膨胀系数与基体相差较大导致的涂层与基体结合力不好，制备的金刚石涂层在使用的过程会发生剥落而影响金刚石涂层的使用寿命和产品质量。这是因为采用热丝化学气相沉积技术在硬质合金表面生长金刚石薄膜，由于其生长温度较高，实验结束后降至室温，金刚石薄膜的热膨胀系数远小于金刚石薄膜，导致金刚石薄膜与基体之间的附着性差，甚至直接出现剥落的现象。第二是采用热丝气相沉积技术在大尺寸复杂工件表面沉积金刚石涂层的涂层均一性问题，也即是热丝气相沉积在大尺寸复杂工件表面制备金刚石的过程中，很难解决均镀的问题，造成的原因是靠近热丝部位与远离热丝部位生长沉积的金刚石量差异较大，另外在某些小孔内部难以实现金刚石的沉积。

如在目前公开的一种拉丝模具内孔制备金刚石涂层的装置中，其通过在热丝上方增加多个出气口，并在下方增设导流器和机械泵将气体抽走，该方法可以改善沉积气源在拉丝模内孔的流通，但作用十分有限，其无法解决热丝温度场分布均一性，更无法解决涂层在内孔的均镀问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的所述不足，提供一种沉积金刚石涂层的装置，以解决现有热丝化学气相沉积装置无法实现金刚石涂层均镀特别是模具内孔难实现涂层和金刚石涂层与模具基体结合力不高的技术问题。

为了实现所述实用新型目的，本实用新型一方面，提供了一种沉积金刚石涂层的装置。所述沉积金刚石涂层的装置包括真空腔室和设置在所述真空腔室内的样品台，其特征在于：所述样品台包括传动杆和若干夹具，每一所述夹具包括夹持部和与所述夹持部固定连接的连杆，在所述连杆上设有从动轮，所述传动杆驱动所述从动轮转动实现所述夹持部的旋转。

优选地，所述样品台还包括若干热交换器件，每一所述热交换器件具有两端开口的通管状腔体，每一所述夹具的所述夹持部设置在所述通管状腔体内。

或优选地，所述样品台还包括若干热交换器件，每一所述热交换器件具有两端开口的通管状腔体，每一对所述夹具的所述夹持部设置在所述通管状腔体内，且一对所述夹持部是相对设置。

进一步优选地，所述热交换器件为双层通管，所述夹持部设置在所述双层通管的管腔内，在所述双层通管的双层管壁之间填充有热量吸收剂，且若干所述热交换器件所含的所述热量吸收剂通过管道连通。