本實(shí)用新型涉及一種復(fù)合金剛石薄膜。

背景技術(shù)：

CVD(Chemical Vapor Deposition化學(xué)氣相沉積)金剛石。含碳?xì)怏w和氧氣的混合物在高溫和低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓力下被激發(fā)分解，形成活性金剛石碳原子，并在基體上沉積交互生長成聚晶金剛石(或控制沉積生長條件沉積生長金剛石單晶或者準(zhǔn)單晶)。

由于CVD金剛石中不含任何金屬催化劑，因此它的熱穩(wěn)定性接近天然金剛石。同高溫高壓人工合成聚晶金剛石一樣，CVD金剛石晶粒也呈無序排列，無脆性解理面，因此呈現(xiàn)各向同性。CVD金剛石現(xiàn)在被用為刀具材料的一種。

金剛石的高硬度、高耐磨性使得金剛石薄膜成為極佳的工具材料。作為工具材料，金剛石薄膜可以由兩種不同的應(yīng)用形式。第一種形式是將沉積以后的金剛石膜剝離下來，然后重新加以切割、研磨，并焊接到工具的端部。由于這種釬焊強(qiáng)度遠(yuǎn)低于PCD材料金剛石層與硬質(zhì)合金之間的結(jié)合強(qiáng)度。當(dāng)它應(yīng)用于斷續(xù)切削時(shí)，其界面的連接就顯得很脆弱。若能夠解決CVD金剛石的釬焊問題，那么CVD金剛石刀具材料將能夠在整個(gè)機(jī)械加工領(lǐng)域同PCD材料競爭。這種材料與PCD相比，具有熱穩(wěn)定性好、工具使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是晶粒間的內(nèi)聚強(qiáng)度低，材料表現(xiàn)出較大的內(nèi)應(yīng)力和脆性。另外，由于CVD金剛石缺乏導(dǎo)電性，阻礙了該材料對電火花切割和拋光加 工技術(shù)的應(yīng)用。而該技術(shù)在金剛石刀具加工業(yè)，尤其是木材刀具的刃磨和重刃磨上得到了廣泛的應(yīng)用。第二種形式是將金剛石膜直接沉積到工具表面上，薄膜厚度較薄，成本較低。這種方法也有不足：沉積的薄膜對襯底材料的附著力不容易提高。

現(xiàn)有的金剛石復(fù)合片結(jié)構(gòu)多為金剛石層與硬質(zhì)合金層復(fù)合的單層結(jié)構(gòu)。用于鉆頭等工具上受到限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種復(fù)合金剛石薄膜，包括：基座；設(shè)置于所述基座上的第一金剛石層；形成在所述第一金剛石層上表面的第一過渡層；在所述第一過渡層背離所述第一金剛石層一側(cè)表面的硬質(zhì)合金層；在所述硬質(zhì)合金層背離所述第一過渡層一側(cè)表面形成的第二過渡層；以及，在所述第二過渡層背離所述硬質(zhì)合金層一側(cè)表面的第二金剛石層，其中，所述第一金剛石層的上表面呈凸起結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述第一金剛石層和第二金剛石層均通過化學(xué)氣相沉積的方法形成，第一過渡層和第二過渡層通過沉積方法形成。

優(yōu)選地，所述第一金剛石層的厚度為0.5-1.5mm，所述第二金剛石層的厚度的0.7-1mm。

優(yōu)選地，所述過渡層的材料為氮化硅或碳化硅。

優(yōu)選地，所述第一過渡層的材料為氮化硅，所述第二過渡層的材料為碳化硅。

優(yōu)選地，所述過渡層的厚度設(shè)置為0.05-0.2mm。

優(yōu)選地，所述硬質(zhì)合金層的厚度為2-10mm。

優(yōu)選地，所述凸起的高度為0.1-0.4mm。

本實(shí)用新型的有益效果：

1、同側(cè)雙層金剛石薄膜可以加強(qiáng)切割強(qiáng)度，增加效率；

2、附著力強(qiáng)，金剛石層不易脫落。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。可以理解的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本實(shí)用新型，而非對本實(shí)用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分而非全部內(nèi)容。

圖式中相同的號碼代表相同或相似的組件。另一方面，眾所周知的組件與步驟并未描述于實(shí)施例中，以避免對本實(shí)用新型造成不必要的限制。

如圖1所示，為一種復(fù)合金剛石薄膜，包括：設(shè)置于基座上的第一金剛石層101；形成在第一金剛石層101上表面的第一過渡層301；在第一過渡層301背離第一金剛石層101一側(cè)表面的硬質(zhì)合金層201；在硬質(zhì)合金層201背離第一過渡層一側(cè)表面形成的第二過渡層302；以及在第二過渡層302背離硬質(zhì)合金層201一側(cè)表面的第二金剛石層102。其中，第一金剛石層和第二金剛石層均通過化學(xué)氣相沉積的方法形成，第一過渡層和第二過渡層通過沉積方法形成。

進(jìn)一步地，第一金剛石層的上表面呈凸起結(jié)構(gòu)，以增加各層之間的接觸面積，提高附著力，具體實(shí)現(xiàn)方式可通過設(shè)置基座的不同形狀來達(dá)成。在本實(shí)施例中，第一金剛石層的厚度為0.5-1.5mm，第二金剛石層的厚度的0.7-1mm。凸起的高度為0.1-0.4mm。

過渡層的材料可以選氮化硅或碳化硅，由于硬質(zhì)合金層和化學(xué)氣相沉積金剛石層之間的應(yīng)力較大，設(shè)置過渡層可顯著改善整個(gè)結(jié)構(gòu)的牢固度，過渡層的厚度在本實(shí)施例中設(shè)置為0.05-0.2mm。優(yōu)選地，第一過渡層的材料為氮 化硅，第二過渡層的材料為碳化硅。

硬質(zhì)合金層的厚度可選2-10mm，由難熔金屬的硬質(zhì)化合物和粘結(jié)金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料，例如金屬型碳化物。

上述實(shí)施例的一種復(fù)合金剛石薄膜可以用作鉆頭等切割工具。

綜上，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、顯著提升強(qiáng)度；

2、提高切割效率。

本實(shí)用新型還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本實(shí)用新型精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本實(shí)用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。