[发明专利]一种利用直流电弧等离子体批量制备微孔金刚石涂层拉丝模具的装置及方法

说明书

本发明公开了一种利用直流电弧等离子体批量制备微孔金刚石涂层拉丝模具的装置及方法，所述装置包括真空室，真空室内设置有隔板，隔板将真空室分为上腔室和下腔室；上腔室顶部设置有进气孔，进气孔内设置有正极体和负极体，下腔室底部设置有出气通道，出气通道外侧设置有磁环；隔板中部设置有通孔，通孔上端放置有样品台，样品台均匀设置若干放置拉丝模具的模具孔；还包括旁路管，旁路管设置于真空室一侧、两端分别与上腔室和下腔室连通，旁路管中部安装有比例阀；本发明实现微小孔径拉丝模具的批量生产，生产效率高、质量好，解决了微小孔径（直径小于0.5mm）拉丝模具无法批量涂层或涂层质量不佳的问题。

技术领域

本发明属于金刚石拉丝模具生产技术领域，特别涉及一种利用直流电弧等离子体批量制备微孔金刚石涂层拉丝模具的装置及方法。

背景技术

拉丝模具是指被加工材料穿过模具内孔，经过一定的压缩，使其获得所要求的形状和尺寸的压力加工工具，拉丝模具内壁要求具有耐磨、低摩擦系数等性能。根据不同的应用，拉丝模具的内孔具有多种尺寸和形状，直径可以从十几微米到几百毫米。CVD金刚石薄膜因具有天然金刚石的高硬度、高热导率、低摩擦系数和很强的耐磨性等诸多优异的性能，而被誉为最具有发展前途的涂层材料。金刚石涂层拉丝模具是将CVD金刚石涂层沉积到拉丝模具内孔表面，使之具有很强的耐磨性能和较低的摩擦系数，来提高拉丝模具的使用寿命和拉拔线材的质量。

拉丝模具内孔沉积金刚石涂层常用的制备方法有热丝CVD法和直流喷射法。

热丝法的穿丝方式无法保证涂层后模具的真圆度，因热丝不容易对中；热丝法无法实现微小孔径拉丝模具的涂层，因需要穿丝，常规热丝直径在0.3mm以上，无法做到0.1mm孔径模具的涂层，热丝根本无法穿入；其他利用热丝法的非穿丝方式中，热丝分解的能量低，通过模具的等离子体量少，无法有效沉积金刚石涂层或涂层质量不佳，达不到使用要求；热丝法生长速度较慢，不超过0.03mm/h；热丝法无法在装置内对模具进行还原处理。

传统直流喷射法为单腔体结构，流动方向不易控制，生产效率低，质量差；传统喷射法工艺只能制备直径2mm以上的拉丝模涂层；传统喷射法单次只能生长单支模具。

发明内容

本发明之目的在于提供一种利用直流电弧等离子体批量制备微孔金刚石涂层拉丝模具的装置及方法，实现微小孔径拉丝模具的批量生产，生产效率高、质量好，解决了微小孔径（直径小于0.5mm）拉丝模具无法批量涂层或涂层质量不佳的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用直流电弧等离子体批量制备微孔金刚石涂层拉丝模具的装置，包括真空室，所述真空室内设置有隔板，隔板将真空室分为上腔室和下腔室；上腔室顶部设置有进气孔，进气孔内设置有正极体和负极体，正极体接直流电源的正极、负极体接直流电源的负极；下腔室底部设置有出气通道，出气通道外侧设置有磁环；隔板中部设置有通孔，通孔上端放置有样品台，样品台均匀设置若干放置拉丝模具的模具孔；还包括旁路管，旁路管设置于真空室一侧、两端分别与上腔室和下腔室连通，旁路管中部安装有比例阀。

优选的，所述通孔和样品台均为圆形；样品台外环侧设置有环形凸起；环形凸起的外径大于通孔的内径。

优选的，所述模具孔的竖直截面为T形。

优选的，所述样品台的模具孔的数量不少于50个。