CN106811729A - 实施晶态碳沉积加工前的处理工艺 - Google Patents

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Abstract

一种实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，采用双氧水对工件表面处理后，在经超声清洗、超声波震荡、烘干、加热和冷却等步骤。本发明提供的工艺，与不做涂层的硬质合金工件向对比，以加工金属材料判断其耐摩擦性，以加工金属铝材料测量铝屑对工件的粘结性以判断表面光洁度。经检测，各个工件的耐摩擦性提高了30％以上。

Description

实施晶态碳沉积加工前的处理工艺
技术领域
本发明涉及一种物质的表面处理工艺，尤其涉及一种在对物质实施晶态碳沉积加工前，对物质表面进行处理的工艺。
背景技术
沉积主要指悬浮在液体中的固体颗粒的连续沉降，属于一种自然现象。该现象被应用于加工制造领域，以实现产品的加工和制造，如：气相沉积，是利用气相中发生的物理、化学过程，在工件表面形成功能性或装饰性的金属、非金属或化合物涂层。按照成膜机理，气相沉积又可分为化学气相沉积、物理气相沉积和等离子体气相沉积等几种。
在采用沉积技术在工件表面形成各种涂层前，技术人员还需要对工件表面进行前处理，比如：用酸、碱或水等进行清洗，再经喷砂和烘烤等步骤。
酸碱清洗工件的目的在于增加涂层在金属表面的结合力，常见的清洗方式如：一步酸、一步碱或二步酸碱。在实践中，酸碱清洗难以实现规模化应用，且酸碱物质对环境亦有较强的污染，在获得酸碱试剂方面，也正在受到法律的管制，因此有必要寻找一种替代的技术方案以实施表面处理，以满足沉积技术应用的需要。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，以提高工艺对环境的友好性，便于实际应用。
本发明的另一个目的在于提供一种粉体，以替代现有的处理工艺，满足沉积技术，尤其是气相沉积技术应用的需要。
本发明提供的一种实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，其步骤包括：先用有机溶剂(如：但不仅限于乙醇、甲醇和乙醚等)清洗(如：擦洗、刮洗和洗刷等)工件表面，再用双氧水处理工件表面(如：浸泡5分钟～250分钟)。
本发明提供的实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，其使用双氧水进行表面处理后，还采用依次将工件水中进行清洗工件、干燥工件、将工件于加热炉内加热至700℃～1,300℃，以及冷却工件等步骤。
本发明提供的另一种实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，包括如下步骤：
步骤一，用有机溶剂(如：但不仅限于乙醇、甲醇和乙醚等)清洗(如：擦洗、刮洗和洗刷等)工件表面；
步骤二，用双氧水处理工件表面(如：浸泡15分钟～250分钟)；
步骤三，清洗工件；
步骤四，将工件置入容器中进行超声波震荡5分钟～50分钟；
步骤五，干燥工件；
步骤六，将置入加热炉的工件加热(如：抽真空或注入保护性气体后加温)至700℃～1,300℃；
步骤七，冷却工件。
本发明提供的另一种实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，包括如下步骤：
步骤一，用有机溶剂(如：但不仅限于乙醇、甲醇和乙醚等)清洗(如：擦洗、刮洗和洗刷等)工件表面后进行水洗；
步骤二，用双氧水处理工件表面(如：浸泡5分钟～250分钟)，并用水清洗；
步骤三，对工件进行喷砂处理后，再次用有机溶剂清洗；
步骤四，清洗工件；
步骤五，将工件置入容器中进行超声波震荡5分钟～50分钟；
步骤六，干燥工件；
步骤七，将工件置入加热炉加热(如：抽真空或注入保护性气体后加温)700℃～1,000℃；
步骤八，冷却工件。
本发明提供的工艺，用双氧水处理工件表面过程中，优先选择浸泡30分钟～250分钟。期间，还采用加温至40℃～250℃，尤其是60℃～100℃。此外，在双氧水中还加入用于硬质合金化学退涂的退涂粉，以增强处理效果。
本发明提供的工艺，清洗工件还包括先将工件置入去污剂(Detergent)清洗后再将工件于水中清洗，采用的清洗方式如：但不仅限于超声清洗。
本发明提供的工艺，超声波震荡优先选择的超声波震荡时间为5分钟～120分钟。超声波震荡还优先选择乙醇为溶剂，加入直径小于0.05mm的金刚石颗粒，尤其是直径小于0.001mm的金刚石颗粒。在超声震荡，还包括将超声波震荡后的工件置入水中浸泡1分钟～50分钟，优先选择7分钟～15分钟，如：但不仅限于7分钟、8分钟、9分钟、10分钟、11分钟、12分钟、13分钟、14分钟和15分钟。
本发明提供的工艺，其中喷砂工艺采用本领域的常规技术，压力小于1MPa，优先选择0.05MPa～0.2MPa。可用的材料如：但不仅限于金刚石、石英、玻璃、钢、橡胶、硅、碳化硅和二氧化硅等。喷砂处理还依次包括：清除残留在喷砂处理后工件表面的颗粒，以及用有机溶剂清洗。
本发明提供的工艺，优先选择在加热炉内将工件加热至700℃～1,000℃。
本发明提供的工艺，晶态碳为sp3键连接为主的碳的晶体(如：金刚石)，即碳原子通过sp3键连接构成的同素异形体晶体
本发明技术方案实现的有益效果：
本发明提供的实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，不再使用酸碱试剂，减少了治污成本，增强了工艺的可操作性和规模化。
本发明提供的工艺适用于实施晶态碳(如：金刚石)沉积加工工件，与不做涂层的硬质合金工件向对比，以加工金属材料判断其耐摩擦性，以加工金属铝材料测量铝屑对工件的粘结性以判断表面光洁度。经检测，各个工件的耐摩擦性提高了30％以上。
具体实施方式
以下详细描述本发明的技术方案。本发明实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
实施例1
步骤一，用乙醇擦洗工件表面；
步骤二，用加入退涂粉(参见CN201510424538.X)的双氧水浸泡工件15分钟～250分钟；
步骤三，清洗工件；
步骤四，将工件置入盛有容器中进行超声波震荡5分钟～50分钟；
步骤五，干燥工件；
步骤六，将置入加热炉的工件加热至700℃～1,300℃；
步骤七，冷却工件。
采用化学气相沉积在工件表面沉积金刚石层，制得表面结合金刚石的工件1。
实施例2
步骤一，用乙醇擦洗工件表面后进行水洗；
步骤二，用双氧水浸泡工件30分钟～250分钟后；
步骤三，用去污剂超声清洗工件后，再将工件于水中进行超声清洗；
步骤四，以乙醇为溶剂，加入直径小于0.05mm的金刚石颗粒，将工件置入盛有容器中进行超声波震荡7分钟～15分钟，然后置入水中浸泡1分钟～50分钟；
步骤五，干燥工件；
步骤六，将置入加热炉，抽真空后将工件加热至700℃～1,000℃；
步骤七，冷却工件。
采用化学气相沉积在工件表面沉积金刚石层，制得表面结合金刚石的工件2。
实施例3
步骤一，用乙醇擦洗工件表面；
步骤二，用加入退涂粉的双氧水浸泡工件15分钟～250分钟；
步骤三，对工件进行喷砂处理(压力小于1MPa)，之后清除残留在喷砂处理后工件表面的颗粒；
步骤四，用去污剂超声清洗工件后，再将工件于水中进行超声清洗；
步骤五，将工件置入容器中进行超声波震荡1分钟～30分钟；
步骤六，干燥工件；
步骤七，将置入加热炉，注入保护性气体后将工件加热至700℃～1,000℃；
步骤八，冷却工件。
采用化学气相沉积在工件表面沉积金刚石层，制得表面结合金刚石的工件3。
实施例4
步骤一，用乙醇擦洗工件表面；
步骤二，用双氧水浸泡工件30分钟～250分钟后；
步骤三，对工件进行喷砂处理(压力为0.05MPa～0.2MPa)，之后清除残留在喷砂处理后工件表面的颗粒，再次用有机溶剂清洗；
步骤四，用去污剂超声清洗工件后，再将工件于水中进行超声清洗；
步骤五，以乙醇为溶剂，加入直径小于0.001mm的金刚石颗粒，将工件置入盛有容器中进行超声波震荡10分钟～20分钟；
步骤六，干燥工件；
步骤七，将置入加热炉，注入保护性气体后将工件加热至700℃～1,000℃；
步骤八，冷却工件。
采用化学气相沉积在工件表面沉积金刚石层，制得表面结合金刚石的工件4。
实施例5
将制得的工件1、工件2、工件3和工件4，与不做涂层的硬质合金工件向对比，以加工金属材料判断其耐摩擦性，以加工金属铝材料测量铝屑对工件的粘结性以判断表面光洁度。经检测，各个工件的耐摩擦性提高了30％以上。
实施例6
传统酸碱法前处理，处理500支12mm硬质合金棒料前端30mm部分，需要处理约2L含金属离子的强酸强碱废液。应用本实施例的工艺加工同样数量的料棒，约消耗5L双氧水，加入金属离子捕捉剂并静置后自然变为水和沉淀物，有利于节能和环保。

Claims (21)

1.一种实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，其特征在于包括：
先用有机溶剂清洗工件表面，再用双氧水处理工件表面。
2.根据权利要求1所述的实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，其特征在于还依次包括将所述的工件水中进行清洗所述的工件、干燥所述的工件、将所述的工件于加热炉内加热至700℃～1,300℃，以及冷却所述的工件。
3.一种实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，其特征在于包括如下步骤：
步骤一，用有机溶剂清洗工件表面；
步骤二，用双氧水处理所述的工件表面；
步骤三，清洗所述的工件；
步骤四，将所述的工件置入容器中进行超声波震荡5分钟～50分钟；
步骤五，干燥工件；
步骤六，将置入加热炉的工件加热至700℃～1,300℃；
步骤七，冷却工件。
4.一种实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，其特征在于包括如下步骤：
步骤一，用有机溶剂清洗工件表面；
步骤二，用双氧水处理工件表面；
步骤三，对工件进行喷砂处理；
步骤四，清洗所述的工件；
步骤五，将工件置入容器中进行超声波震荡5分钟～50分钟；
步骤六，干燥工件；
步骤七，将置入加热炉的工件加热至700℃～1,300℃；
步骤八，冷却工件。
5.根据权利要求4所述的实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，其特征在于所述的喷砂处理压力小于1MPa。
6.根据权利要求4所述的实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，其特征在于所述的喷砂处理压力为0.05MPa～0.2MPa。
7.根据权利要求4所述的实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，其特征在于所述的喷砂处理还依次包括：清除残留在喷砂处理后工件表面的颗粒，以及用有机溶剂清洗。
8.根据权利要求2～4之一所述的实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，其特征在于所述的超声波震荡5分钟～120分钟。
9.根据权利要求2～4之一所述的实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，其特征在于所述的超声波震荡以乙醇为溶剂。
10.根根据权利要求2～4之一所述的实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，其特征在于所述的超声波震荡还加入直径小于0.05mm的金刚石颗粒。
11.根据权利要求2～4之一所述的实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，其特征在于所述的超声波震荡还加入直径小于0.001mm的金刚石颗粒。
12.根据权利要求2～4之一所述的实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，其特征在于所述的清洗工件还包括先将所述的工件置入去污剂清洗后再用水清洗。
13.根据权利要求2～4之一所述的实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，其特征在于所述的超声震荡还包括将超声波震荡后的所述工件置入水中浸泡1分钟～50分钟。
14.根据权利要求2～4之一所述的实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，其特征在于所述的超声震荡还包括将超声波震荡后的所述工件置入水中浸泡7分钟～15分钟。
15.根据权利要求1、3或4所述的实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，其特征在于在所述的加热炉内将所述的工件加热至700℃～1,000℃。
16.根据权利要求1、3或4所述的实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，其特征在于所述的有机溶剂选自于乙醇、甲醇和乙醚之一种或几种。
17.根据权利要求1、3或4所述的实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，其特征在于所述的双氧水浸泡工件表面15分钟～250分钟。
18.根据权利要求1、3或4所述的实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，其特征在于所述的双氧水处理工件表面，还包括加温至40℃～250℃。
19.根据权利要求1、3或4所述的实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，其特征在于所述的。双氧水处理工件表面，还包括加温至60℃～100℃。
20.根据权利要求1、3或4所述的实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，其特征在于所述的双氧水还加入用于硬质合金化学退涂的退涂粉。
21.根据权利要求1、3或4所述的实施晶态碳沉积加工前的处理工艺，其特征在于所述的晶态碳为sp3键连接为主的碳的晶体。
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