本發(fā)明涉及化學(xué)氣相沉積金剛石涂層技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種具有金剛石/碳化硅復(fù)合涂層的工具及其制備方法。
背景技術(shù)：
金剛石作為已知的世界上最硬的材料，因而被視為是切削工具和機械元件的理想涂層材料，在硬質(zhì)合金(WC-Co)等基體上生長金剛石能大幅提高工具及部件的耐磨性、加工效率等。化學(xué)沉積法生長金剛石需要極端苛刻的條件，同時，硬質(zhì)合金中作為粘結(jié)相的金屬鈷(Co)在金剛石涂層生長過程中會抑制其生長，使基體表面形成非金剛石相。另外，在金剛石涂層與基體的界面上，金剛石晶粒與基體之間存在微小孔隙，減少了金剛石層與基體的接觸面積，削弱了薄膜與基體間的結(jié)合力；此外，金剛石涂層與基體之間存在較大的熱膨脹系數(shù)和硬度差異，并且兩者之間存在較強的殘余熱應(yīng)力，特別是硬質(zhì)合金刀具較為尖銳的刀刃部位，造成薄膜與基體分層。
目前，提高金剛石涂層與硬質(zhì)合金基體粘附性的方法主要有：(1)采用化學(xué)刻蝕的方法去除硬質(zhì)合金表面的鈷；(2)在金剛石涂層與硬質(zhì)合金基體之間制備合適的中間層。表面脫鈷法雖然在一定程度上能夠改善金剛石涂層與基體粘著性，但基體中金屬鈷的缺失會大大降低基體本身的硬度，而且基體內(nèi)部未被刻蝕掉的鈷仍會向表層擴散促進非金剛石相的形成。而設(shè)置中間層(例如制備CrN/Cr、NbN等)能阻止基體中的鈷向表面擴散，但是金剛石在這些過渡層上的形核率、生長速率低，且金剛石薄膜與這些中間層之間的粘附性仍未達(dá)到工業(yè)應(yīng)用要求。此外，制備過渡層通常還需要引入其它鍍膜技術(shù)，如磁控濺射等，使制備過程更加復(fù)雜，成本更高。
近年來，復(fù)合薄膜材料，尤其是金剛石多層復(fù)合薄膜被認(rèn)為是一種優(yōu)異的強化薄膜粘附性和韌性的新方法。Takeuchi等人制備出微米晶/納米晶金剛石多層膜結(jié)構(gòu)，此金剛石復(fù)合薄膜的彎曲強度比傳統(tǒng)的單層多晶金剛石膜增加了約30％。專利CN105216021A和CN103436855在多種刀具材料上制備亞微晶金剛石涂層與超細(xì)納米晶金剛石涂層，克服加工復(fù)合材料的刀具易磨損。然而這些涂層仍為純金剛石涂層，不可避免基體中的鈷對金剛石的催化石墨作用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種具有金剛石/碳化硅復(fù)合涂層的工具，其通過在工具基體上交替沉積碳化硅-金剛石復(fù)合涂層、金剛石涂層而形成多層涂層結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有金剛石涂層與工具基體(尤其是硬質(zhì)合金基體)粘附性不足和斷裂韌性差的問題。
第一方面，本發(fā)明提供了一種具有金剛石/碳化硅復(fù)合涂層的工具，包括工具基體，以及設(shè)置在所述基體上的多層涂層結(jié)構(gòu)，所述多層涂層結(jié)構(gòu)包括碳化硅/金剛石復(fù)合涂層，以及金剛石涂層，自基體表面向上，所述碳化硅/金剛石復(fù)合涂層和金剛石涂層依次交替排布形成多層結(jié)構(gòu)，且所述多層涂層結(jié)構(gòu)的頂層為金剛石涂層。
優(yōu)選地，所述多層涂層結(jié)構(gòu)自基體向上形成(AB)n的排布形式，其中，A為碳化硅/金剛石復(fù)合涂層，B為金剛石涂層，n為2-20的整數(shù)。進一步優(yōu)選地，所述n為3-10的整數(shù)。
本發(fā)明中，所述多層涂層結(jié)構(gòu)包括依次設(shè)置在工具基體表面的碳化硅/金剛石復(fù)合涂層，以及金剛石涂層，所述碳化硅/金剛石復(fù)合涂層，以及金剛石涂層交替排布形成多層結(jié)構(gòu)，其中，與基體表面相接觸的第一層碳化硅/金剛石復(fù)合涂層，能夠阻礙基體中的鈷向金剛石涂層擴散，消除鈷催化非金剛石相(例如石墨)的作用，增強薄膜與基體的界面結(jié)合強度，并且有效降低薄膜熱應(yīng)力；金剛石在所述多層涂層結(jié)構(gòu)的厚度方向連續(xù)生長(多層涂層結(jié)構(gòu)中的每一層中均含有金剛石)，各層間由金剛石相連接，有效提高各層間的結(jié)合強度，增強薄膜與界面的結(jié)合強度，工具在切削加工中，使得整個涂層在有效抵抗正壓力的同時，還能有效抵抗高強的切應(yīng)力，還可增強在整個涂層厚度方向的整體斷裂韌性。
優(yōu)選地，所述碳化硅/金剛石復(fù)合涂層中，碳化硅均勻分布在金剛石中。碳化硅混合在金剛石晶粒中形成復(fù)合涂層。
本發(fā)明中，所述碳化硅/金剛石復(fù)合涂層中，碳化硅所占體積分?jǐn)?shù)可為5-90％，金剛石所占體積分?jǐn)?shù)可為10-95％。碳化硅相對含量大，能增強薄膜的粘貼性和斷裂韌性；相對含量小則涂層硬度、強度會更高。
優(yōu)選地，所述碳化硅/金剛石復(fù)合涂層中，金剛石的體積含量為30-50％。
碳化硅的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石非常相似，且熱膨脹系數(shù)接近工具基體材料(例如硬質(zhì)合金、碳化鎢、氮化硅)，引入碳化硅后，其與金剛石相復(fù)合后能有效調(diào)節(jié)整個多層涂層結(jié)構(gòu)的內(nèi)應(yīng)力，將內(nèi)應(yīng)力降至趨于零，提高涂層與基體的結(jié)合強度，同時還能增強整體涂層的斷裂韌性。
優(yōu)選地，每一層所述碳化硅/金剛石復(fù)合涂層的厚度為0.1-2μm，所述碳化硅/金剛石復(fù)合涂層中，碳化硅晶粒的大小為納米級別(即1-100nm)，金剛石晶粒的大小為納米或微米級別。具體來說，碳化硅晶粒的大小可以為10-30nm、30-100nm0；金剛石晶粒的大小可以是20nm-1μm。再例如，90nm-900nm。
進一步優(yōu)選地，與基體表面相接觸的(第一層)所述碳化硅/金剛石復(fù)合涂層的厚度為0.5-2μm。合適的厚度能保證碳化硅/金剛石復(fù)合涂層能很好地附著在基體表面，以及為后續(xù)交替沉積金剛石涂層、碳化硅/金剛石復(fù)合涂層提供良好基礎(chǔ)，且能有效阻礙基體中的鈷向金剛石涂層擴散。
優(yōu)選地，每一層所述金剛石涂層的厚度為0.1-2μm，所述金剛石涂層中，金剛石晶粒為納米或微米級別。金剛石晶粒的大小可以是20nm-1μm。再例如，90nm-900nm。
當(dāng)涂層中金剛石晶粒為納米級別時，涂層中石墨相增加，涂層的斷裂韌性更高；當(dāng)涂層中金剛石晶粒為微米級別時，涂層硬度、強度會更高。不同結(jié)構(gòu)性能可以滿足人們對硬質(zhì)合金件的不同需求。
優(yōu)選地，所述多層涂層結(jié)構(gòu)的總厚度為2-10μm。例如可以是3、4、5、6、7、8或9μm。
本發(fā)明的所述多層涂層結(jié)構(gòu)中，每層碳化硅/金剛石復(fù)合涂層的厚度、碳化硅或金剛石的含量，以及每層金剛石涂層的厚度，可根據(jù)實際需要(工具的尺寸、用途)設(shè)定，可以相同，也可以不同。
本發(fā)明中，所述具有金剛石涂層的工具可以是刀具、模具、機械零部件等。所述工具晶體可以是以硬質(zhì)合金、陶瓷、氮化硅、高硬度難熔金屬的碳化物(碳化鎢、碳化鈦、碳化硅、碳氮化鈦、碳化鉻)微米級粉末為主要成分，以鈷、鎳或鉬為粘結(jié)劑燒結(jié)成的粉末冶金制品，鈷在硬質(zhì)合金中的質(zhì)量含量一般為6-10wt.％。
本發(fā)明第一方面提供的具有金剛石/碳化硅復(fù)合涂層的工具，通過在工具基體上交替設(shè)置由碳化硅/金剛石復(fù)合涂層，以及金剛石涂層交替排布形成的多層涂層結(jié)構(gòu)，金剛石在該多層涂層結(jié)構(gòu)的厚度方向連續(xù)生長，增加了各層間的結(jié)合強度，提高了薄膜與界面的結(jié)合強度，尤其是有利于抵消工具在切削加工中產(chǎn)生的高強切應(yīng)力，避免了涂層剝落的問題，還提高了金剛石涂層的斷裂韌性。
第二方面，本發(fā)明提供了一種具有金剛石/碳化硅復(fù)合涂層的工具的制備方法，包括以下步驟：
(1)取工具基體，對其進行表面預(yù)處理后，并置于金剛石粉懸浮液中進行預(yù)植晶種處理；
(2)采用熱絲化學(xué)氣相沉積設(shè)備，以氫氣、甲烷和有機硅烷為反應(yīng)氣體，控制甲烷占總氣體體積的0.4％～5％，有機硅烷占總氣體體積的0.01％～1％，在預(yù)植晶種處理后的基體表面沉積形成碳化硅/金剛石復(fù)合涂層；
(3)將所述有機硅烷流量降至零，以氫氣和甲烷為反應(yīng)氣體，控制甲烷占總氣體體積的1％～4％，在所述碳化硅/金剛石復(fù)合涂層上沉積金剛石涂層；
(4)重復(fù)上述步驟(2)-(3)，循環(huán)次數(shù)為(n-1)次，其中，n為大于或等于2的整數(shù)，得到具有金剛石/碳化硅復(fù)合涂層的工具；
上述沉積過程中，真空室的氣壓為0.5～10kPa，燈絲溫度為1500～2800℃，基體溫度為600～1000℃。
本發(fā)明中所制得的具有金剛石/碳化硅復(fù)合涂層的工具，包括工具基體，以及設(shè)置在所述基體上的碳化硅/金剛石多層涂層結(jié)構(gòu)，所述多層涂層結(jié)構(gòu)自基體向上形成(AB)n的排布形式，其中，A為碳化硅/金剛石復(fù)合涂層，B為金剛石涂層，n為2-20的整數(shù)。進一步優(yōu)選地，所述n為3-10的整數(shù)。
優(yōu)選地，所述有機硅烷包括四甲基硅烷、甲硅烷、乙硅烷、單甲基硅烷、二甲基硅烷中的一種或多種。
本發(fā)明中，沉積碳化硅/金剛石復(fù)合涂層時，此涂層的厚度和生長速率可通過沉積時間和反應(yīng)氣體的流量來控制，可以通過控制反應(yīng)氣體甲烷和四甲基硅烷的流量，以及真空室氣壓、燈絲及基體溫度等，以得到含不同粒徑大小的金剛石晶粒、碳化硅晶粒，以及不同含量的碳化硅/金剛石復(fù)合涂層。所述碳化硅/金剛石復(fù)合涂層中，金剛石含量的比例大于零且小于一(優(yōu)選為金剛石的體積含量為50％以下)。例如，控制甲烷占總氣體體積的0.4％～3％，有機硅烷占總氣體體積的0.01％～0.2％，真空室氣壓為3～10kPa，燈絲溫度為1900～2600℃，基體溫度為700～900℃，使所述碳化硅/金剛石復(fù)合涂層中形成微米級別金剛石晶粒；控制甲烷占總氣體體積的3％～5％，有機硅烷占總氣體體積的0.1％～1％，真空室氣壓為0.5～4kPa，燈絲溫度為1500～2600℃，基體溫度為600～900℃，使所述碳化硅/金剛石復(fù)合涂層中形成納米級別的金剛石晶粒。
本發(fā)明中，各層的厚度和生長速率可通過沉積時間和反應(yīng)氣體的流量來控制。各層的沉積時間可根據(jù)具體需要沉積的厚度而具體設(shè)定，可選地，沉積碳化硅/金剛石復(fù)合涂層的沉積時間為0.2～2h，厚度為0.1-2μm；沉積金剛石涂層的沉積時間為0.2～1h，金剛石涂層的厚度為0.1-2μm。
優(yōu)選地，在沉積碳化硅/金剛石復(fù)合涂層時，甲烷與有機硅烷的體積比為(5-50)：1。進一步優(yōu)選為(10-40)：1。
本發(fā)明中，所述表面預(yù)處理包括噴砂和/或化學(xué)刻蝕鈷。在進行噴砂預(yù)處理后，還需要進行超聲清洗，以洗去附著在基體表面的附著物。所述化學(xué)刻蝕鈷可以在硫酸和雙氧水的混合溶液中進行。
本發(fā)明中，將基體置于金剛石粉懸浮液中進行預(yù)植晶種處理，是為了在基體上增強金剛石形核，在基體上形成第一層的碳化硅/金剛石復(fù)合涂層。在沉積地第二層的純金剛石層時，金剛石可以第一層的基礎(chǔ)上連續(xù)生長，無需再次進行增強金剛石形核處理就能生長，金剛石的厚度可以通過沉積時間和反應(yīng)氣體的流量來控制。例如，沉積金剛石涂層的沉積時間為0.2～1h，金剛石涂層的厚度為0.1-2μm。第三層即重復(fù)第一層的成分，即碳化硅/金剛石復(fù)合涂層，金剛石晶粒碳化硅和可以同時在上一層純金剛石層的基礎(chǔ)上生長，也無需做增強形核處理。
本發(fā)明提供的方法可通過調(diào)節(jié)沉積參數(shù)，制備出調(diào)制周期和厚度不同的多層結(jié)構(gòu)，該方法適用于硬質(zhì)合金、碳化硅和氮化硅刀具、模具、機械零部件等，尤其是復(fù)雜形狀的刀具，例如銑刀鉆頭上的鍍膜。
本發(fā)明第二方面提供的方法中，只有在化學(xué)氣相沉積之前，對基體進行接種形核處理，以形成沉積在基體表面的碳化硅/金剛石復(fù)合涂層，后續(xù)在此基礎(chǔ)上，交替沉積金剛石涂層、碳化硅/金剛石復(fù)合涂層形成多層涂層結(jié)構(gòu)，由于多層涂層結(jié)構(gòu)中的每一層中均含有金剛石，上一層的涂層可作為下一層涂層中生長金剛石的形核位置，而無需在整個CVD過程中再進行增強形核的預(yù)植晶種處理，簡化了制備工藝。本發(fā)明采用同一臺熱絲化學(xué)氣相沉積設(shè)備，實現(xiàn)了多層膜的連續(xù)性生長，整個工藝流程時間大大縮短，工藝參數(shù)易于控制，可重復(fù)性強，可大面積制備CVD金剛石多層涂層，使成本大幅降低，非常適用于金剛石涂層工具的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明的優(yōu)點將會在下面的說明書中部分闡明，一部分根據(jù)說明書是顯而易見的，或者可以通過本發(fā)明實施例的實施而獲知。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實施例1中具有金剛石/碳化硅復(fù)合涂層的工具的截面結(jié)構(gòu)示意圖，圖中，101為工具基體，102、104、106均為碳化硅/金剛石復(fù)合涂層，103、105、107為金剛石層，10代表分布在碳化硅/金剛石復(fù)合涂層中的碳化硅。
具體實施方式
以下所述是本發(fā)明實施例的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明實施例原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明實施例的保護范圍。
實施例1
一種具有金剛石/碳化硅復(fù)合涂層的工具的制備方法，包括以下步驟：
(1)以國內(nèi)市場上出售的YG8(WC-8％Co)硬質(zhì)合金立銑刀作為工具基體，將其進行噴砂預(yù)處理，噴注壓強200kPa，碳化硅砂粒度300目，然后分別在丙酮和酒精中將硬質(zhì)合金基體超聲清洗15分鐘，得到清洗后的基體；
將上述基體在H2SO4：H2O2＝1：10(體積比)的溶液中浸泡1分鐘，進行化學(xué)刻蝕鈷，水洗、干燥后，再在含有金剛石納米粉的酒精懸濁液中，對工具基體表面超聲30分鐘，以進行接種金剛石預(yù)形核，取出后用酒精清洗，最后用氮氣吹干，得到接種處理后的基體；
(2)將接種處理后的硬質(zhì)合金基體放入真空室內(nèi)，采用熱絲化學(xué)氣相沉積法沉積碳化硅/金剛石復(fù)合涂層，待抽真空至1Pa時，首先以500sccm的流量向反應(yīng)腔體內(nèi)通入氫氣，調(diào)節(jié)真空室的工作氣壓為4kPa，為燈絲施加直流電源，使燈絲溫度達(dá)到2500℃，基體溫度為850℃，此時再通入甲烷和四甲基硅烷，其中，氫氣流量為500sccm，四甲基硅烷的流量為30sccm，甲烷流量為5sccm，沉積時間為1h，得到厚度為1μm的碳化硅/金剛石復(fù)合涂層；所述碳化硅/金剛石復(fù)合涂層中，碳化硅晶粒為20nm，金剛石晶粒為1μm；
(3)將四甲基硅烷流量降低至零，以氫氣和甲烷為反應(yīng)氣體，在所述碳化硅/金剛石復(fù)合涂層上沉積金剛石涂層，控制氫氣流量為500sccm，甲烷流量為5sccm,甲烷占總氣體體積的1％，沉積過程中基體溫度850℃，燈絲溫度2500℃，真空室氣壓4kPa，沉積時間0.5h，得到厚度為1μm的金剛石涂層，金剛石涂層中，金剛石晶粒尺寸為1μm；
(4)重復(fù)上述步驟(2)-(3)，循環(huán)2次，得到具有金剛石/碳化硅復(fù)合涂層的工具。
圖1為本發(fā)明實施例1中具有金剛石/碳化硅復(fù)合涂層的工具的截面結(jié)構(gòu)示意圖。從圖1可以看出，所述工具包括工具基體101和設(shè)置在所述基體101上的厚度約為5-6μm的多層涂層結(jié)構(gòu)，其中所述多層涂層結(jié)構(gòu)包括碳化硅/金剛石復(fù)合涂層(102、104、106)，以及金剛石涂層(103、105、107)。在碳化硅/金剛石復(fù)合涂層中，碳化硅10均勻分布在其中。本實施例中，所述多層涂層結(jié)構(gòu)自基體向上形成(AB)n的排布形式，其中，A為碳化硅/金剛石復(fù)合涂層，B為金剛石涂層，n為3。
實施例2
一種具有金剛石/碳化硅復(fù)合涂層的工具的制備方法，包括以下步驟：
(1)以國內(nèi)市場上出售的YG6X(WC-6％Co)硬質(zhì)合金微型鉆頭作為工具基體，將其進行噴砂預(yù)處理，噴注壓強200kPa，碳化硅砂粒度300目，然后分別在丙酮和酒精中將硬質(zhì)合金基體超聲清洗15分鐘，得到清洗后的基體；
將上述清洗后基體放在含有金剛石納米粉的酒精懸濁液中，對工具基體表面超聲30分鐘，以進行接種金剛石預(yù)形核，取出后用酒精清洗，并用氮氣吹干，得到接種處理后的基體；
(2)將接種處理后的硬質(zhì)合金基體放入熱絲化學(xué)氣相沉積設(shè)備的真空室內(nèi)，采用熱絲化學(xué)氣相沉積法沉積碳化硅/金剛石復(fù)合涂層，待抽真空至0.5Pa時，首先向反應(yīng)腔體內(nèi)通入氫氣，調(diào)節(jié)真空室的工作氣壓為2kPa，并為燈絲施加直流電源，使燈絲溫度達(dá)到2300℃，基體溫度為800℃，此時再通入甲烷和甲硅烷，其中，甲烷占總氣體體積為3％，甲硅烷占總氣體體積為0.15％，沉積時間為30分鐘，得到厚度為0.5μm的碳化硅/金剛石復(fù)合涂層；所述碳化硅/金剛石復(fù)合涂層中，碳化硅晶粒為30nm，金剛石晶粒為50nm；
(3)將四甲基硅烷流量降低至零，以氫氣和甲烷為反應(yīng)氣體，在所述碳化硅/金剛石復(fù)合涂層上沉積金剛石涂層，控制甲烷占總氣體體積的3％，沉積過程中真空室氣壓為2kPa，基體溫度800℃，燈絲溫度2300℃，沉積時間15min，得到厚度為0.3μm的金剛石涂層，金剛石涂層中，金剛石晶粒尺寸為150nm；
(4)重復(fù)上述步驟(2)-(3)，循環(huán)4次，得到具有金剛石/碳化硅復(fù)合涂層的工具，包括工具基體，以及設(shè)置在所述基體上的厚度約為4μm的多層涂層結(jié)構(gòu)，所述多層涂層結(jié)構(gòu)包括碳化硅/金剛石復(fù)合涂層，以及金剛石涂層，自基體表面向上，所述碳化硅/金剛石復(fù)合涂層和金剛石涂層依次交替排布，形成(AB)n的排布形式，其中，A為碳化硅/金剛石復(fù)合涂層，B為金剛石涂層，n為5。
實施例3
一種具有金剛石/碳化硅復(fù)合涂層的工具的制備方法，包括以下步驟：
(1)以國內(nèi)市場上出售的Si3N4銑刀片作為工具基體，將其進行噴砂預(yù)處理，噴注壓強200kPa，碳化硅砂粒度300目，然后分別在丙酮和酒精中將硬質(zhì)合金基體超聲清洗15分鐘，得到清洗后的基體；
將上述清洗后基體放在金剛石懸浮液中超聲20min，取出后用酒精清洗，并用氮氣吹干，得到接種處理后的基體；
(2)將接種處理后的硬質(zhì)合金基體放入熱絲化學(xué)氣相沉積設(shè)備的真空室內(nèi)，采用熱絲化學(xué)氣相沉積法沉積碳化硅/金剛石復(fù)合涂層，待抽真空至1Pa時，首先向反應(yīng)腔體內(nèi)通入氫氣，調(diào)節(jié)真空室的工作氣壓為2kPa，并為燈絲施加直流電源，使燈絲溫度達(dá)到2300℃，基體溫度為800℃，此時再通入甲烷和甲硅烷，其中，甲烷占總氣體體積的4％，甲硅烷占總氣體體積的0.5％，沉積時間為20分鐘，得到厚度為0.3μm的碳化硅/金剛石復(fù)合涂層；所述碳化硅/金剛石復(fù)合涂層中，碳化硅晶粒為100nm，金剛石晶粒為50nm；
(3)將四甲基硅烷流量降低至零，以氫氣和甲烷為反應(yīng)氣體，在所述碳化硅/金剛石復(fù)合涂層上沉積金剛石涂層，控制甲烷占總氣體體積的4％，沉積過程中真空室氣壓為2kPa，基體溫度800℃，燈絲溫度2300℃，沉積時間20min，得到厚度為0.5μm的金剛石涂層，金剛石涂層中，金剛石晶粒尺寸為80nm；
(4)重復(fù)上述步驟(2)-(3)，循環(huán)7次，得到具有金剛石/碳化硅復(fù)合涂層的工具，包括工具基體，以及設(shè)置在所述基體上的總厚度約為6.4μm的多層涂層結(jié)構(gòu)，所述多層涂層結(jié)構(gòu)包括碳化硅/金剛石復(fù)合涂層，以及金剛石涂層，自基體表面向上，所述碳化硅/金剛石復(fù)合涂層和金剛石涂層依次交替排布，形成(AB)n的排布形式，其中，A為碳化硅/金剛石復(fù)合涂層，B為金剛石涂層，n為8。
實施例4
一種具有金剛石/碳化硅復(fù)合涂層的工具的制備方法，包括以下步驟：
(1)以國內(nèi)市場上出售的碳化硅刀片作為工具基體，將其進行噴砂預(yù)處理，噴注壓強200kPa，碳化硅砂粒度300目，然后分別在丙酮和酒精中將硬質(zhì)合金基體超聲清洗15分鐘，得到清洗后的基體；
將上述清洗后基體放在含有金剛石納米粉的酒精懸濁液中，對工具基體表面超聲30分鐘，以進行接種金剛石預(yù)形核，取出后用酒精清洗，氮氣吹干，得到接種處理后的基體；
(2)將接種處理后的硬質(zhì)合金基體放入熱絲化學(xué)氣相沉積設(shè)備的真空室內(nèi)，采用熱絲化學(xué)氣相沉積法沉積碳化硅/金剛石復(fù)合涂層，首先向反應(yīng)腔體內(nèi)通入氫氣、單甲基硅烷和有機硅烷，其中，甲烷占總氣體體積的0.5％，單甲基硅烷占總氣體體積的0.01％，真空室氣壓為6kPa，燈絲溫度范圍為2800℃，基體溫度范圍為860℃，沉積時間1小時，得到厚度為1μm的碳化硅/金剛石復(fù)合涂層；所述碳化硅/金剛石復(fù)合涂層中，碳化硅晶粒為100nm，金剛石晶粒為1μm；
(3)將四甲基硅烷流量降低至零，以氫氣和甲烷為反應(yīng)氣體，在所述碳化硅/金剛石復(fù)合涂層上沉積金剛石涂層，控制甲烷占總氣體體積的0.5％，沉積過程中真空室氣壓范圍為6kPa，燈絲溫度2800℃，基體溫度860℃，沉積時間2h，得到厚度為3μm的金剛石涂層，金剛石涂層中，金剛石晶粒尺寸為2μm；
(4)重復(fù)上述步驟(2)-(3)，循環(huán)1次，得到具有金剛石/碳化硅復(fù)合涂層的工具，包括工具基體，以及設(shè)置在所述基體上的總厚度約為8μm的多層涂層結(jié)構(gòu)，所述多層涂層結(jié)構(gòu)包括碳化硅/金剛石復(fù)合涂層，以及金剛石涂層，自基體表面向上，所述碳化硅/金剛石復(fù)合涂層和金剛石涂層依次交替排布，形成(AB)n的排布形式，其中，A為碳化硅/金剛石復(fù)合涂層，B為金剛石涂層，n為2。
需要說明的是，根據(jù)上述說明書的揭示和和闡述，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式，對本發(fā)明的一些等同修改和變更也應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明的權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。