CN106544641A

CN106544641A - 制备硬质合金基体金刚石涂层的喷砂预处理方法

Info

Publication number: CN106544641A
Application number: CN201610920894.5A
Authority: CN
Inventors: 申笑天; 孙方宏; 王新昶; 郭松寿; 张文骅; 郭睿
Original assignee: Shanghai Jiaomin Precision Wear-Resisting Parts Co Ltd; Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaomin Precision Wear-Resisting Parts Co Ltd; Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2016-10-21
Filing date: 2016-10-21
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2036-10-21
Also published as: CN106544641B

Abstract

本发明涉及一种制备硬质合金基体金刚石涂层的喷砂预处理方法；该方法针对硬质合金基体；首先，采用喷砂技术对硬质合金基体表面进行冲蚀粗化，然后采用酸处理以对基体进行脱钴，制备出适合金刚石薄膜生长的均匀粗化的表面形貌。本发明涉及的预处理方法与常规酸碱两步法预处理相比，可以有效控制硬质合金基体表面粗糙度，极大提高金刚石涂层沉积初期的形核密度，并且在预处理后不会形成疏松层，有效提高了金刚石涂层与基体的附着力。该预处理方法不受基体形状的限制，适用于复杂形状硬质合金基体的金刚石涂层制备，且操作简单、应用方便，生产效率高、无污染，产业化前景光明，因而具有显著地经济效益。

Description

制备硬质合金基体金刚石涂层的喷砂预处理方法

技术领域

本发明涉及金刚石薄膜技术领域，尤其涉及一种制备硬质合金基体金刚石涂层的喷砂预处理方法。

背景技术

化学气相沉积(CVD)金刚石薄膜具有接近天然金刚石的力学、热学和化学性能。CVD金刚石涂层可以沉积在复杂曲面的硬质合金工具上，具有比金刚石厚膜刀具更广阔的应用空间，被认为是加工陶瓷、碳纤维、玻璃纤维、石墨、有色金属及其合金等非铁累材料的理想刀具材料。但是由于硬质合金中粘结相金属钴的催化作用，以及硬质合金与金刚石之间的热膨胀系数差异而在薄膜中形成的残余应力，金刚石薄膜与硬质合金基体之间的结合强度不足，导致在加工过程中出现薄膜脱落和刀具崩刃等现象。这严重限制了CVD金刚石薄膜的应用。因此广大研究人员一直在研究提高金刚石薄膜对基体附着力的方法。现今国际上通用的方式是采用酸碱两步法对硬质合金进行预处理，但酸碱两步法中的碱处理会腐蚀坏碳化钨颗粒，造成基体表面的微小孔洞，再经过酸处理后，会在基体表面残留一层不均匀去钴的、破坏过的碳化钨颗粒层，严重影响硬质合金基体的表面韧性和金刚石涂层的附着力。因此在预处理后还需要采用蘸有金刚石研磨液的细晶粒砂纸手工打磨基体表面，但人工打磨效率低，打磨效果和稳定性难以保证。

经过对现有技术的检索发现，中国发明专利申请“金刚石涂层高温高压喷雾喷嘴的制备方法”(CN201410005575.2)介绍了一种硬质合金基体沉积金刚石薄膜的预处理方式。该预处理方法主要包括碱处理，酸处理和手工研磨三个步骤，可以粗化硬质合金基体表面，提高金刚石涂层在沉积初期的形核密度，还可以通过手工研磨去除酸碱预处理后形成的疏松层，有利于提高金刚石薄膜的附着力。但该预处理方法中的碱处理会破坏碳化钨颗粒，通过手工研磨方式很难均匀稳定的去除酸处理后形成疏松层，造成沉积的金刚石薄膜附着力差异大，部分金刚石薄膜容易脱落。

一些研究者还尝试了过渡层技术，通过在硬质合金基体与金刚石薄膜之间沉积一层或多层过渡层，以隔离粘结相钴和金刚石薄膜，提高金刚石薄膜的附着力。但这些过渡层往往制备工艺流程较为复杂，不利于金刚石涂层的大规模工业化应用。

对于金刚石涂层工具而言，较高的表面粗糙度有利于提高金刚石薄膜与基体间的机械锁合作用，以提高薄膜的附着力。已经有学者对钛、碳化硅陶瓷等材料进行喷砂预处理以提高表面粗糙度并获得高附着力金刚石涂层。但是国内外将喷砂技术应用在硬质合金预处理上的相关专利和文献都很少。这是因为喷砂技术很难和常用的酸碱预处理技术结合。对硬质合金基体在酸碱预处理之后进行喷砂处理，会去除酸碱预处理过的表面；而在酸碱预处理之前喷砂，酸碱预处理会严重腐蚀喷砂后的硬质合金表面形貌。因此在硬质合金基体金刚石涂层沉积领域，喷砂处理仅仅被用做酸碱预处理前的表面清理工作，以去除基体表面的污染物、锈迹等杂质。而采用本发明预处理方式处理硬质合金基体，基体表面生成的多孔的除钴碳化钨层较浅，基体表面韧性好，而且沉积出的金刚石薄膜的残余应力较小，有利于提高涂层的附着力。

发明内容

本发明的目的是针对硬质合金酸碱预处理过程中会造成的(1)基体表面疏松、多孔、去钴不均匀；(2)手工研磨效率低，对表面疏松层的去除效果不稳定；(3)手工研磨后的表面粗糙度不稳定等技术缺陷，开发出一种稳定、高效的制备硬质合金基体金刚石涂层的喷砂预处理方法。该方法步骤简单、成本低，可以有效去除表面的钴元素，并在一定范围内稳定控制基体粗糙度。

本发明的目的是通过下列技术方案来实现的：

本发明涉及一种制备硬质合金基体金刚石涂层的预处理方法，所述方法包括喷砂处理和酸处理步骤；所述喷砂处理为：采用喷砂设备，以石英砂高压气流为介质对硬质合金基体进行冲蚀粗化；所述酸处理为:将经过喷砂处理的硬质合金基体浸泡在Caro混合酸溶液中进行刻蚀。

优选的，所述喷砂设备的喷嘴口径为1-5mm，喷嘴与加工表面距离为50-100mm，喷嘴喷出的石英砂气流的压力为0.1-0.3MPa。

优选的，所述喷砂设备采用230-10000目石英砂，喷砂处理时间为30-90s。

优选的，所述喷砂设备的喷嘴垂直固定于喷砂设备中心，硬质合金基体水平放置于喷嘴下方，高压气流携带的石英砂垂直冲蚀基体表面。

优选的，石英砂射流与硬质合金基体平面的角度为87-90°。

优选的，所述硬质合金为钨钴类硬质合金。

优选的，所述硬质合金基体的尺寸范围为1.5-3cm，厚度范围为0.5-2cm。

优选的，所述Caro混合酸溶液的成分为浓硫酸和双氧水，其体积配比为H₂SO₄:H₂O₂＝1:10。

优选的，所述刻蚀时间为1-4分钟。

优选的，所述喷砂设备包括：一个提供高压空气的空气压缩机，一个石英砂高压气流的喷嘴，一个石英砂箱，一个石英砂循环装置，连接空气压缩机、喷嘴、石英砂箱的管路系统。还包括一个可以调节喷嘴角度和位置的固定夹具，一个可以调节压缩空气气压的空气压缩机阀门。

本发明的硬质合金基体的预处理步骤为：将需要沉积金刚石薄膜的硬质合金基体固定在喷砂机喷砂腔内，调整喷嘴夹具，使喷嘴与硬质合金基体的距离和角度符合该类工件要求；在石英砂箱中开启空气压缩机并打开空气压缩机阀门，调节压缩空气气压至符合该类工件要求；喷砂处理结束后将工件基体分别进行纯净水和丙酮的超声清洗去除基体表面杂质。

相对应的，传统的酸碱预处理方法为：将硬质合金基体浸泡在Murakami(10g K₃[Fe(CN)]₆+10g KOH+100ml H₂O)溶液中进行30分钟超声清洗，使硬质合金表层的碳化钨(WC)颗粒碎裂，并导致基体表面粗化；随后，将硬质合金基体浸泡在Caro混合酸溶液中进行1～4分钟的刻蚀以去除其表层的钴元素；酸碱预处理后的硬质合金基体表面留存一层损伤过的碳化物颗粒疏松层，因此仍需研磨去除疏松层。研磨的方法为：采用蘸有金刚石研磨液的软砂纸研磨硬质合金工作表面。金刚石研磨液采用1～5μm的金刚石微粉，配比为1g金刚石微粉：10ml甘油。

最后，通过热丝化学气相沉积方法在预处理之后的硬质合金基体表面沉积一层与基体结合紧密的金刚石薄膜。

与现有方法相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明采用喷砂处理和酸处理完成制备硬质合金基体金刚石涂层的预处理方法。两种处理对基体表面的腐蚀和破坏较小，造成的除钴多孔层较浅，不会形成碳化钨颗粒疏松层，因此不需要人工研磨步骤。

2、采用本发明的喷砂处理效果稳定可靠。通过调节喷砂参数可以有效调节硬质合金基体表面的粗糙度。

3、采用本发明的预处理耗时短，效率高。传统酸碱预处理需要30min以上的处理时间，本发明的预处理处理时间只需3-5min。

4、采用本发明制备的硬质合金基体的CVD金刚石薄膜的残余应力比酸碱预处理方式制备的金刚石薄膜低，薄膜的附着力得到了显著提高。并且，采用本发明预处理的硬质合金基体由于没有腐蚀碳化钨后的疏松层、除钴多孔层较浅，更好的保留了硬质合金的表面韧性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为喷砂设备结构示意图，其中1为喷嘴，2为硬质合金基体，3为喷砂腔，4为石英砂箱，5为空气压缩机，6为空气压缩机阀门；

图2为一种硬质合金基体示意图；

图3为采用本发明预处理方式处理后的硬质合金基体表面形貌图；

图4为采用(a)酸碱预处理方式和(b)本发明预处理方式沉积的金刚石薄膜的截面形貌图；

图5为预处理后的硬质合金刀具基体表面沉积的金刚石薄膜表面形貌图；

图6为采用本发明预处理的硬质合金基体表面沉积的金刚石薄膜的Raman表征图谱；

图7为厚度相同的两种金刚石薄膜的压痕形貌对比图，其中预处理方式为：(a)酸碱预处理(b)本发明预处理方式。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明所用的喷砂专用装置示意图如图1所示，包括实施喷砂的主腔体-喷砂腔3；石英砂高压气流的喷嘴1；石英砂箱4和石英砂循环装置；空气压缩机5；可以调节压缩空气气压的空气压缩机阀门6；连接空气压缩机、喷嘴、石英砂箱的管路系统；可以调节喷嘴角度和位置的固定夹具。

本发明采用热丝化学气相沉积法在硬质合金基体2表面沉积一层金刚石薄膜，如图5所示，以达到减小基体磨损，提高硬质合金工具的耐磨性和寿命的目的。

本发明涉及的制备硬质合金基体金刚石涂层的预处理方法的步骤如下：

首先，利用夹具将喷嘴1竖直固定在喷砂腔3中；随后将硬质合金基体2的待处理面固定在喷嘴下方50-100mm处；随后，打开空气压缩机5和相应阀门6，压缩空气从喷嘴1喷向硬质合金基体2。石英砂箱4与压缩空气管道连通，石英砂被吸入压缩空气管道并从喷嘴喷向硬质合金基体，冲蚀基体表面；调节空气压缩机阀门6使压缩空气气压为0.1-0.3MPa。在喷砂处理60s后关闭空气压缩机；随后，取出硬质合金基体并依次在去离子水和丙酮中进行超声清洗；随后，将硬质合金基体浸泡在Caro混合酸溶液中进行1分钟的刻蚀；最后将酸处理后的硬质合金基体依次在去离子水和丙酮中进行超声清洗。

本发明所采用的预处理效果如下：

硬质合金基体表面预处理后的形貌图如图3所示。硬质合金基体表面被均匀粗化。利用能谱分析仪测得基体表面的钴元素含量为0-0.44％，符合沉积金刚石薄膜的需求。采用白光干涉仪测量了0.7mm×0.7mm范围内的粗糙度(Ra)为0.242μm。相应的酸碱预处理后的硬质合金基体的粗糙度(Ra)为0.173μm。采用本发明预处理的硬质合金基体的高粗糙度的表面形貌适合形成金刚石形核的势能低点，便于金刚石颗粒与基体间形成强健的机械咬合。

实施例1

硬质合金铣刀基体为YG6硬质合金平片，外形尺寸为13mm×13mm×3mm。

本实施例的硬质合金刀具工作表面沉积金刚石薄膜的预处理具体步骤是：首先，利用夹具将喷嘴(直径为1mm)竖直固定在喷砂腔中；随后将硬质合金基体的待处理面固定在喷嘴下方50mm处；随后，打开空气压缩机和相应阀门，压缩空气从喷嘴喷向硬质合金基体。石英砂箱与压缩空气管道连通，石英砂(320目)被吸入压缩空气管道并从喷嘴喷向硬质合金基体，冲蚀基体表面；调节空气压缩机阀门使压缩空气气压为0.1MPa。在喷砂处理60s后关闭空气压缩机；随后，取出硬质合金基体并依次在去离子水和丙酮中进行超声清洗；随后，将硬质合金基体浸泡在Caro混合酸溶液中进行1分钟的刻蚀；最后将酸处理后的硬质合金基体依次在去离子水和丙酮中进行超声清洗。

传统硬质合金刀具工作表面沉积金刚石薄膜的预处理具体步骤是：首先将硬质合金刀具浸入Murakami溶液(10g K₃[Fe(CN)]₆+10g KOH+100ml H₂O)中超声处理30min，清洗干燥后再采用Caro溶液处理硬质合金基体1分钟以去除基体表层的钴元素，其中Caro混合酸溶液的成分为浓硫酸(H₂SO₄)和双氧水(H₂O₂)，其体积配比为H₂SO₄：H₂O₂＝1：10。随后采用手工研磨的方法去除粗化后表面疏松层。采用本发明的预处理方式，喷砂处理中高压气流气压为0.2MPa，石英砂尺寸为320目，喷嘴直径为1mm，喷嘴与刀具基体距离为75mm，喷砂时间为60s。喷砂处理过后，采用去离子水和丙酮超声清洗刀具基体表面，去除基体表面杂质，然后将刀具基体浸泡在Caro溶液中1分钟以出去基体表面的钴元素。随后分别用去离子水和丙酮超声清洗酸处理后的刀具基体。

最后采用热丝化学气相沉积法分别在本发明以及传统方法预处理后的刀具基体表面沉积金刚石薄膜。在沉积金刚石薄膜的过程中，采用6根热丝平行放置于基体上部，刀具上表面与热丝距离为10mm，整个沉积过程分形核、生长两个阶段在硬质合金基体表面沉积金刚石薄膜。形核阶段的时长为0.5h，氢气流量为100sccm，碳源浓度为1.2％，偏压电流为5A，反应腔气压为1.6KPa，基体温度为800-850℃。生长阶段的时长为8.5h，氢气流量为80sccm，碳源浓度为1％，偏压电流为3A，反应腔气压为4KPa，基体温度为850-900℃。

图4为分别采用本发明预处理方式和传统酸碱预处理方式沉积的金刚石薄膜的截面形貌图。传统的酸碱预处理去钴深度不稳定，部分区域过深，达到20μm。采用本发明的预处理方式去钴效果均匀、稳定，去钴层浅，只有约10微米，不会造成明显的过深的贫钴区域。因此采用本法明的预处理方式的刀具基体具有较好的表面韧性。

图5为采用本发明预处理的硬质合金铣刀基体表面沉积的金刚石薄膜的表面形貌图。基体表面沉积了一层均匀、连续的金刚石薄膜，金刚石薄膜表面主要由金字塔形的(111)面构成，还有少量的方形的(100)面。

图6为采用本发明预处理的硬质合金铣刀基体表面沉积的金刚石薄膜的Raman谱图。在1350cm^-1出的弱峰表示无定形碳，在1500-1600cm^-1的宽峰表示石墨。在1336cm^-1处的尖锐峰表示薄膜内高纯度的金刚石成分，即该金刚石薄膜具有极高的表面硬度和耐磨性。

图7为分别采用本发明预处理方式和酸碱预处理方式沉积的金刚石薄膜的压痕试验形貌图。试验采用洛式压头，压头载荷为1000N。采用本发明预处理方式沉积的金刚石薄膜的薄膜脱落区域和裂纹区域明显小于采用酸碱预处理方式沉积的金刚石薄膜。即本发明可以有效的提高金刚石薄膜与硬质合金刀具基体的结合力。

该实施例中制备的硬质合金金刚石薄膜的残余压应力经XRD测量为2.7GPa，而在相同条件下沉积的采用酸碱预处理方式制备的金刚石薄膜的残余压应力为3.64GPa。本发明显著降低了金刚石薄膜的残余应力，有利于薄膜附着力的提高。

实施例2

在41605H硬质合金外圆车刀基体表面沉积金刚石涂层，基体为YG6硬质合金，外形尺寸为16mm×16mm×4.5mm。车刀示意图如图2所示，其中L为刀片边长，D为刀片内切圆直径，C为刀片厚度，d为刀片孔径，r为刀尖圆弧半径，a为断屑槽宽度。

采用本发明的预处理方法处理6只该类型车刀。采用喷砂处理刀具的前刀面、主后刀面和副后刀面，喷砂处理中高压气流气压为0.1MPa，石英砂尺寸为320目，喷嘴直径为1mm，喷嘴与刀具基体距离为100mm，喷砂时间为60s。喷砂处理过后，采用去离子水和丙酮超声清洗刀具基体表面，去除基体表面杂质，然后将刀具基体浸泡在Caro溶液中1分钟以出去基体表面的钴元素，其中Caro混合酸溶液的成分为浓硫酸(H₂SO₄)和双氧水(H₂O₂)，其体积配比为H₂SO₄：H₂O₂＝1：10。随后分别用去离子水和丙酮超声清洗酸处理后的刀具基体。最后采用热丝化学气相沉积法在预处理后的刀具基体表面沉积金刚石薄膜。在沉积金刚石薄膜的过程中，采用2根热丝平行放置于基体两侧，热丝间距为40mm，刀具平面高于热丝平面2mm。整个沉积过程分形核、生长两个阶段在硬质合金基体表面沉积金刚石薄膜。形核阶段的时长为0.5h，氢气流量为100sccm，碳源浓度为1.2％，反应腔气压为1.6KPa，基体温度为800-850℃。生长阶段的时长为5.5h，氢气流量为80sccm，碳源浓度为1％，反应腔气压为4KPa，基体温度为850-900℃。

该实施例中制备的金刚石涂层具有如图5所示的典型形貌。用于车削高硅铝合金场合，采用的车削参数为：进给0.1mm/rev,切深0.5mm，切削速度470m/min。在完成1000-2000米的车削后，该车刀的金刚石涂层磨损和脱落显现比常规酸碱预处理制备的金刚石涂层减少80％。

实施例3

在41605N硬质合金外圆车刀上沉积金刚石涂层，基体为YG6硬质合金，外形尺寸为16mm×16mm×4.5mm。

采用本发明的预处理方式处理6只该类型车刀。首先，喷砂处理刀具基体的前刀面，高压气流气压为0.2MPa，石英砂尺寸为320目，喷嘴直径为1mm，喷嘴与刀具基体距离为75mm，喷砂时间为30s。喷砂处理过后，采用去离子水和丙酮超声清洗刀具基体表面，去除基体表面杂质，然后将刀具基体浸泡在Caro溶液中1分钟以出去基体表面的钴元素，其中Caro混合酸溶液的成分为浓硫酸(H₂SO₄)和双氧水(H₂O₂)，其体积配比为H₂SO₄：H₂O₂＝1：10。随后分别用去离子水和丙酮超声清洗酸处理后的刀具基体。最后采用热丝化学气相沉积法在预处理后的刀具基体表面沉积金刚石薄膜。在沉积金刚石薄膜的过程中，采用6根热丝平行放置于基体上部，刀具上表面与热丝距离为10mm，整个沉积过程分形核、生长两个阶段在硬质合金基体表面沉积金刚石薄膜。形核阶段的时长为0.5h，氢气流量为100sccm，碳源浓度为1.2％，偏压电流为5A，反应腔气压为1.6KPa，基体温度为800-850℃。生长阶段的时长为8.5h，氢气流量为80sccm，碳源浓度为1％，偏压电流为3A，反应腔气压为4KPa，基体温度为850-900℃。

该实施例中制备的金刚石涂层具有如图5所示的典型形貌。用于车削高硅铝合金场合，采用的车削参数为：进给0.1mm/rev,切深0.5mm，切削速度400/min。与采用常规酸碱预处理制备的金刚石涂层相比，采用本发明预处理制备的硬质合金车刀后刀面磨损量高度基本相同，但后刀面磨损宽度降低60-80％，显示出良好的薄膜-基体附着力。

实施例4

在轴承支撑器上沉积金刚石涂层，轴承支撑器基体为YG6硬质合金，尺寸为5mm×12mm×12mm。

首先，喷砂处理轴承支撑器工作面，高压气流气压为0.2MPa，石英砂尺寸为320目，喷嘴直径为1mm，喷嘴与基体距离为75mm，喷砂时间为30s。喷砂处理过后，采用去离子水和丙酮超声清洗基体表面，去除基体表面杂质，然后将基体浸泡在Caro溶液中1分钟以出去基体表面的钴元素，其中Caro混合酸溶液的成分为浓硫酸(H₂SO₄)和双氧水(H₂O₂)，其体积配比为H₂SO₄：H₂O₂＝1：10。随后分别用去离子水和丙酮超声清洗酸处理后的基体。最后采用热丝化学气相沉积法在预处理后的基体表面沉积金刚石薄膜。在沉积金刚石薄膜的过程中，采用6根热丝平行放置于基体上部，基体上表面与热丝距离为10mm，整个沉积过程分形核、生长两个阶段在硬质合金基体表面沉积金刚石薄膜。形核阶段的时长为0.5h，氢气流量为100sccm，碳源浓度为1.2％，偏压电流为5A，反应腔气压为1.6KPa，基体温度为800-850℃。生长阶段的时长为5.5h，氢气流量为80sccm，碳源浓度为1％，偏压电流为3A，反应腔气压为4KPa，基体温度为850-900℃。经过6小时沉积后，得到了厚度为7微米，表面金刚石晶粒为0.2～0.4μm的金刚石薄膜。

实施例5

在硬质合金密封环上沉积金刚石涂层。密封环基体为YG6硬质合金，密封环外径40mm，内径34mm。

首先，喷砂处理密封环工作面，高压气流气压为0.2MPa，石英砂尺寸为320目，喷嘴直径为1mm，喷嘴与基体距离为75mm，喷砂时间为30s。喷砂处理过后，采用去离子水和丙酮超声清洗基体表面，去除基体表面杂质，然后将基体浸泡在Caro溶液中1分钟以出去基体表面的钴元素，其中Caro混合酸溶液的成分为浓硫酸(H₂SO₄)和双氧水(H₂O₂)，其体积配比为H₂SO₄：H₂O₂＝1：10。随后分别用去离子水和丙酮超声清洗酸处理后的基体。最后采用热丝化学气相沉积法在预处理后的基体表面沉积金刚石薄膜。在沉积金刚石薄膜的过程中，采用6根热丝平行放置于基体上部，基体上表面与热丝距离为10mm，整个沉积过程分形核、生长两个阶段在硬质合金基体表面沉积金刚石薄膜。形核阶段的时长为0.5h，氢气流量为100sccm，碳源浓度为1.2％，偏压电流为5A，反应腔气压为1.6KPa，基体温度为800-850℃。生长阶段的时长为5.5h，氢气流量为80sccm，碳源浓度为1％，偏压电流为3A，反应腔气压为4KPa，基体温度为850-900℃。经过6小时沉积后，得到了厚度为7微米，表面金刚石晶粒为0.2～0.4μm的金刚石薄膜。密封环在使用前需要进行平整抛光。

金刚石涂层机械密封环使用过程中接触表面摩擦系数低、能耗小，温升显著低于未涂层机械密封环。金刚石涂层机械密封环使用1年仍未出现泄露，其工作寿命是未涂层密封环的4倍以上。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims

1.一种制备硬质合金基体金刚石涂层的预处理方法，其特征在于，所述方法包括喷砂处理和酸处理步骤；所述喷砂处理为：采用喷砂设备，以石英砂高压气流为介质对硬质合金基体进行冲蚀粗化；所述酸处理为:将经过喷砂处理的硬质合金基体浸泡在Caro混合酸溶液中进行刻蚀。

2.如权利要求1所述的制备硬质合金基体金刚石涂层的预处理方法，其特征在于，所述喷砂设备的喷嘴口径为1-5mm，喷嘴与加工表面距离为50-100mm，喷嘴喷出的石英砂气流的压力为0.1-0.3MPa。

3.如权利要求1所述的制备硬质合金基体金刚石涂层的预处理方法，其特征在于，所述喷砂设备采用230-10000目石英砂，喷砂处理时间为30-90s。

4.如权利要求1所述的制备硬质合金基体金刚石涂层的预处理方法，其特征在于，所述喷砂设备的喷嘴垂直固定于喷砂设备中心，硬质合金基体水平放置于喷嘴下方，高压气流携带的石英砂垂直冲蚀基体表面。

5.如权利要求4所述的制备硬质合金基体金刚石涂层的预处理方法，其特征在于，石英砂射流与硬质合金基体平面的角度为87-90°。

6.如权利要求1所述的制备硬质合金基体金刚石涂层的预处理方法，其特征在于，所述硬质合金为钨钴类硬质合金。

7.如权利要求1所述的制备硬质合金基体金刚石涂层的预处理方法，其特征在于，所述硬质合金基体的尺寸范围为1.5-3cm，厚度范围为0.5-2cm。

8.如权利要求1所述的制备硬质合金基体金刚石涂层的预处理方法，其特征在于，所述Caro混合酸溶液的成分为浓硫酸和双氧水，其体积配比为H₂SO₄:H₂O₂＝1:10。

9.如权利要求1所述的制备硬质合金基体金刚石涂层的预处理方法，其特征在于，所述刻蚀时间为1-4分钟。