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木工刀具的制备方法

阅读：84发布：2020-05-11

专利汇可以提供木工刀具的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种木工刀具的制备方法，属于刀具技术领域。本发明提供了一种木工刀具的制备方法，包括以下步骤：(a)依次对硬质合金刀具基体进行碱蚀和酸蚀，得到预处理刀具基体；(b)刀具基体置于金刚石悬浮液中进行超声处理，预植晶种；(c)采用化学气相沉积法在超声处理后的刀具基体表面沉积形成金刚石层，得到木工刀具；化学气相沉积所用的碳源的浓度为0.5vol％-10vol％。该方法通过碱酸两步法处理，使得预处理刀具基体具有特定的粗糙度，提高了刀具基体与金刚石层的结合力，保证了刀具的耐磨性和使用寿命。通过在刀具基体表面沉积形成金刚石层，使刀具既具有良好的强度和韧性，又具有很好的耐磨性和切削性能。，下面是木工刀具的制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种木工刀具的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)依次对硬质合金刀具基体进行碱蚀和酸蚀，得到预处理刀具基体；
其中，所述碱蚀的时间为10-60min，所述酸蚀的时间为10-120s；
(b)将步骤(a)得到的预处理刀具基体置于金刚石悬浮液中进行超声处理，预植晶种；
(c)采用化学气相沉积法在超声处理后的刀具基体表面沉积形成金刚石层，得到木工刀具；
其中，所述化学气相沉积所用的碳源的浓度为0.5vol％-10vol％。
2.根据权利要求1所述的木工刀具的制备方法，其特征在于，步骤(a)中，所述硬质合金刀具基体的成型轮廓由磨削、线切割、电火花或激光加工中的一种或多种加工手段获得；
所述硬质合金的材质为钨钴合金或钨钛钴合金；所述钨钴合金或钨钛钴合金中钴元素的含量为3％-12％。
3.根据权利要求1所述的木工刀具的制备方法，其特征在于，步骤(a)中，所述碱蚀采用的碱蚀液为无机碱、K3[Fe(CN)6]和H2O的混合液，所述无机碱为NaOH和/或KOH，所述无机碱、K3[Fe(CN)6]和H2O的重量比为1:1:10-20；
步骤(a)中，所述酸蚀采用的酸蚀液为硫酸、双氧水和水的混合液，所述硫酸、双氧水和水的体积比为1:(10-20):(90-100)。
4.根据权利要求1所述的木工刀具的制备方法，其特征在于，步骤(b)中，所述金刚石悬浮液中金刚石的粒径为50-500nm。
5.根据权利要求1所述的木工刀具的制备方法，其特征在于，步骤(c)中，所述沉积的压力为1-20mbar，所述沉积的温度为550-900℃，所述沉积的时间为20-50h。
6.根据权利要求1所述的木工刀具的制备方法，其特征在于，步骤(c)中，所述化学气相沉积所用的碳源的浓度为0.5vol％-2vol％，沉积得到微米金刚石层；
所述化学气相沉积所用的碳源的浓度为2vol％-10vol％，沉积得到纳米金刚石层。
7.根据权利要求1所述的木工刀具的制备方法，其特征在于，步骤(c)中，所述金刚石层为纳米金刚石层、微米金刚石层或多层复合金刚石层。
8.根据权利要求7所述的木工刀具的制备方法，其特征在于，所述纳米金刚石层中金刚石颗粒的平均粒径为80-200nm；
所述微米金刚石层中金刚石颗粒的平均粒径为0.5-10μm；
所述多层复合金刚石层为金刚石颗粒的平均粒径为0.5-10μm的微米金刚石层和金刚石颗粒的平均粒径为80-200nm的纳米金刚石层交替设置。
9.根据权利要求7或8所述的木工刀具的制备方法，其特征在于，所述金刚石层为多层复合金刚石层，所述多层复合金刚石层与硬质合金刀具基体相邻的层为微米金刚石层。
10.根据权利要求1所述的木工刀具的制备方法，其特征在于，步骤(c)中，所述金刚石层的厚度为10-25μm。

说明书全文

木工刀具的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种木工刀具的制备方法，属于刀具技术领域。

背景技术

[0002] 随着木工行业的技术进步和快速发展，提高成品率和加工质量，降低成本，已成为木材加工业关注的重点，同时也对切削加工刀具提出了更高的要求，既要求木工刀具的刀刃锋利，耐久性好，寿命长，成本低，加工质量高，还要节能，降低加工噪音及减少粉尘排放等。仅仅只靠改良刀具几何形状和材料，已不能满足上述要求。

[0003] 硬质合金刀具在切削某些木质材料时易生成挥发的氯化物。硬质合金刀具中的钴元素会被有机弱酸中的氢离子夺去电子形成金属离子，然后多元酚化合物会与离子发生鳌合反应，生成疏松的鳌合物。对于硬质合金刀具，钴是不可缺少的粘结相，一旦钴被腐蚀，生成的鳌合物在机械擦伤磨损作用下很快被磨耗，造成刀具材料被严重磨损。涂层是一种适于木工刀具表面处理的新技术，由于涂层普遍具有较硬质合金高的硬度，可保持刀具基体材料耐冲击的性能，尤其是具有优异特性的金刚石涂层，如最大的硬度(100GPa)，最高的热导率[>12W/cm·K]，对化学反应十分稳定，能耐各种温度下的非氧化性酸等。因此，金刚石涂层用于加工木质复合材料时具有很好的性能条件，其耐磨和耐蚀性可以得到充分发挥。但在木加工中，金刚石涂层与木材之间的摩擦系数相对较高，现有的制备技术仍然存在一些不足，主要为金刚石涂层与刀具基体之间的结合力不足，往往导致涂层提前脱落，刀具寿命急剧下降。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种木工刀具的制备方法，该方法制得的木工刀具所涂金刚石涂层与刀具基体具有优异的结合力，金刚石涂层耐磨、耐腐蚀，涂层表面光滑，可保持木工刀具基体刃口的锋利性，大幅提高了木工刀具的使用寿命和加工质量。

[0005] 本发明的技术方案如下：

[0006] 一种木工刀具的制备方法，包括以下步骤：

[0007] (a)依次对硬质合金刀具基体进行碱蚀和酸蚀，得到预处理刀具基体；

[0008] 其中，所述碱蚀的时间为10-60min，所述酸蚀的时间为10-120s；

[0009] (b)将步骤(a)得到的预处理刀具基体置于金刚石悬浮液中进行超声处理，预植晶种；

[0010] (c)采用化学气相沉积法在超声处理后的刀具基体表面沉积形成金刚石层，得到木工刀具；

[0011] 其中，所述化学气相沉积所用的碳源的浓度为0.5vol％-10vol％。

[0012] 本发明的木工刀具的制备方法通过对硬质合金刀具基体进行碱蚀10-60min和酸蚀10-120s，得到预处理刀具基体，然后将预处理刀具基体置于金刚石悬浮液中经超声处理进行种晶，之后利用化学气相沉积以0.5vol％-10vol％碳源浓度在刀具基体表面沉积形成金刚石层。该方法通过碱酸两步处理，使得刀具基体具有粗糙度，提高了刀具基体与金刚石层的结合力，保证了金刚石涂层刀具的耐磨性和使用寿命，使得金刚石涂层木工刀具应用于现代木质复合材料的高速切削成为可能。且该方法通过超声在预处理刀具基体表面进行种晶，然后通过化学气相沉积法以0.5vol％-10vol％的碳源浓度在刀具基体表面沉积形成金刚石层，使刀具既具有良好的强度和韧性，又具有很好的耐磨性和切削性能，满足木工刀具的特性要求。

[0013] 可以理解的是，对于碳源的种类不作限定，采用本领域常规的碳源即可，比如甲烷、丙酮等。

[0014] 碳源的浓度为0.5vol％-10vol％指的是，碳源与氢气混合后形成的混合气中，碳源的浓度为0.5vol％-10vol％，即氢气的浓度为99.5vol％-90vol％。

[0015] 优选地，步骤(a)中，所述硬质合金刀具基体为通过磨削、线切割、电火花或激光加工等中的一种或多种加工手段获得的不重磨木工刀具或可转位转配木工刀具；所述硬质合金为钨钴合金或钨钛钴合金。钨钴合金或钨钛钴合金的硬质合金作为刀具基体，可使得预处理方法有效，既能保证钴刻蚀的效率又可保证钴刻蚀的均匀性，进而保证涂层与基体之间优异的附着力。

[0016] 为了进一步提高钴刻蚀效率、钴刻蚀均匀性、涂层与基体之间附着力等综合性能，优选地，所述钨钴合金或钨钛钴合金中钴元素的含量为3％-12％。若钴含量过高，金刚石沉积过程中溶解的碳越多，溶解在钴中的碳析出基体表面的可能性越大，越容易导致在刀具基体与金刚石涂层的界面处形成非金刚石物质(如石墨或非晶碳)，进而降低基体与金刚石涂层之间的结合力。

[0017] 优选地，步骤(a)中，所述硬质合金刀具基体的成型轮廓由磨削、线切割、电火花或激光加工中的一种或多种加工手段获得；所述硬质合金的材质为钨钴合金或钨钛钴合金；所述钨钴合金或钨钛钴合金中钴元素的含量为3％-12％

[0018] 优选地，步骤(a)中，所述碱蚀采用的碱蚀液为无机碱、K3[Fe(CN)6]和H2O的混合液，所述无机碱为NaOH和/或KOH，所述无机碱、K3[Fe(CN)6]和H2O的重量比为1:1:10-20。重量比为1:1:10-20的无机碱(NaOH和/或KOH)、K3[Fe(CN)6]和H2O组成的碱液对硬质合金进行碱蚀，可使得硬质合金基体中的WC(碳化钨)被碱蚀，一方面大大增加Co的裸露程度，为接下来的酸蚀提供支持，保证脱钴更加均匀；另一方面碱蚀后WC颗粒上布满了腐蚀后留下的微坑，对金刚石成核有利，且增大了表面粗糙度，有利于增加金刚石层与基体的机械锁合效应，增强膜基粘结强度。

[0019] 优选地，步骤(a)中，所述酸蚀采用的酸蚀液为硫酸、双氧水和水的混合液，所述硫酸、双氧水和水的体积比为1:(10-20):(90-100)。酸蚀液对碱蚀后的硬质合金进行酸蚀，可使得碱蚀后裸露的钴脱除，降低基体表面的钴含量，降低金刚石沉积过程中碳在钴中的溶解度和扩散性，避免基体与金刚石涂层界面形成非金刚石物质，从而防止界面处形成的非金刚石物质降低涂层与基体之间的附着力。

[0020] 优选地，步骤(b)中，所述金刚石悬浮液中金刚石的粒径为50-500nm。

[0021] 优选地，步骤(b)中，所述金刚石悬浮液为金刚石粉、普通磨料粉和水组成的混合液。所述金刚石粉的粒径为50-500nm。所述普通磨料粉为刚玉粉或碳化硅粉。所述普通磨料粉的粒径为50-150μm。其中，所述金刚石粉、普通磨料粉和水的重量比为1:(5-10):100。该金刚石混合悬浮液可提高单位体积内金刚石粉的分散性与均匀性，避免金刚石粉在所述的刀具基体表面发生团聚，保证预植晶种的均匀性。

[0022] 优选地，步骤(b)中，所述超声处理的时间为10-30min。10-30min的超声处理可使得刀具基体表面更易吸附金刚石粉，达到表面预植晶种的效果，为金刚石的沉积提供形核核心，从而使金刚石涂层与基体之间形成“锚链效应”，显著提高金刚石涂层与基体的附着力。

[0023] 优选地，步骤(c)中，所述沉积的压力为1-20mbar，所述沉积的温度为550-900℃，所述沉积的时间为20-50h。通过合理调整和优化沉积的条件，有利于得到综合性能良好的金刚石涂层。若沉积压力过低或者过高，均会促进非金刚石相生长。若沉积温度过高或过低，均会促进非金刚石相生长，不利于金刚石相生长。

[0024] 优选地，步骤(c)中，所述化学气相沉积所用的碳源的浓度为0.5vol％-2vol％，沉积得到微米金刚石层；所述化学气相沉积所用的碳源的浓度为2vol％-10vol％，沉积得到纳米金刚石层。碳源浓度为0.5vol％-2vol％时，适合生长微米晶金刚石薄膜，金刚石纯度高，石墨相含量低，涂层硬度高，耐磨性好；可应用于粗加工。碳源浓度为2vol％-10vol％时，适合生长纳米晶金刚石薄膜，涂层中金刚石含量较低，涂层硬度低，但涂层表面较光滑，可应用于精加工领域。

[0025] 优选地，步骤(c)中，所述金刚石层为纳米金刚石层、微米金刚石层或多层复合金刚石层。应当理解的是，多层复合金刚石层指的是，纳米金刚石层与微米金刚石层交替设置形成的多层复合金刚石层。

[0026] 优选地，所述纳米金刚石层中金刚石颗粒的平均粒径为80-200nm；所述微米金刚石层中金刚石颗粒的平均粒径为0.5-10μm；所述多层复合金刚石层为金刚石颗粒的平均粒径为0.5-10μm的微米金刚石层和金刚石颗粒的平均粒径为80-200nm的纳米金刚石层交替设置。纳米金刚石层中金刚石颗粒的平均粒径为80-200nm，可获得超光滑的涂层表面和超低的表面摩擦系数，并保证在涂层硬度与涂层表面光滑性之间取得完美平衡，由此获得的涂层木工刀具可保持刀具刃口的锋利性，能够满足对加工表面完整性和加工精度有极高要求的加工场合。微米金刚石层中金刚石颗粒的平均粒径为0.5-10μm，具有优异的膜-基(即金刚石层-刀具基体)结合力，可获得高硬度与高耐磨性的金刚石涂层，由此获得的涂层木工刀具可大幅提高刀具的使用寿命。多层复合金刚石层为金刚石颗粒的平均粒径为0.5-10μm的微米金刚石层和金刚石颗粒的平均粒径为80-200nm的纳米金刚石层交替设置，可获得兼顾微米和纳米涂层两者的优点，既具有优异的膜-基结合力，又可获得光滑平整的涂层表面，由此获得的涂层木工刀具可满足对刀具刃口锋利度与刀具耐磨性的苛刻要求。

[0027] 优选地，所述金刚石层为多层复合金刚石层，所述多层复合金刚石层与硬质合金刀具基体相邻的层为微米金刚石层。多层复合金刚石层与硬质合金刀具基体相邻的层为微米金刚石层时有利于提高多层复合金刚石层与刀具基体的膜-基结合力，交替的微米金刚石层和纳米金刚石层既具有优异的膜-基结合力，又可获得光滑平整的涂层表面，所形成的复合层不仅可降低涂层内应力而且可有利于阻止裂纹的扩展，可满足刀具耐磨性对涂层厚度的要求，且同时保持木工刀具的锋利度，提高刀具的加工质量和使用寿命。

[0028] 优选地，步骤(c)中，所述金刚石层的厚度为10-25μm。该金刚石层厚度仅为10-25μm，在减少金刚石的用量，节约成本的同时，使得得到的刀具不仅具有良好的强度和韧性，还具有很好的耐磨性和切削性能，可满足木工刀具磨损的特性要求。附图说明

[0029] 图1为实施例1的纳米金刚石层的表面形貌图；

[0030] 图2为实施例2的微米金刚石层的表面形貌图；

[0031] 图3为实施例4的多层复合金刚石层的表面形貌图。

具体实施方式

[0032] 下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

[0033] 本发明的木工刀具的制备方法中，所述木工刀具为不重磨木工刀具或可转位转配木工刀具。

[0034] 本发明的木工刀具的制备方法中，所述硬质合金为含钴硬质合金。

[0035] 本发明的木工刀具的制备方法中，对硬质合金进行碱蚀后，采用去离子水进行清洗，然后进行酸蚀，酸蚀后采用去离子水进行清洗，得到预处理的刀具基体。

[0036] 本发明的木工刀具的制备方法中，将刀具基体置于金刚石悬浮液中进行超声处理，即为对刀具基体进行种晶。

[0037] 本发明的木工刀具的制备方法中，所述金刚石悬浮液中金刚石的粒径为50-500nm指的是金刚石的平均粒径在50-500nm范围内。

[0038] 本发明的木工刀具的制备方法中，将刀具基体置于金刚石悬浮液中进行超声处理后，在100-150℃的温度下干燥30-60min，然后采用化学气相沉积法在刀具基体表面沉积形成金刚石层。

[0039] 本发明的木工刀具的制备方法中，所述金刚石悬浮液为金刚石粉、普通磨料粉和水的混合液，所述金刚石粉的粒径为50-500nm，所述普通磨料粉为刚玉粉或碳化硅粉，所述普通磨料粉的粒径为50-150um。其中所述金刚石粉、普通磨料粉和水的重量比为1:(5-10):100。所述水的电阻率在15MΩ·cm以上。

[0040] 木工刀具的制备方法的实施例1

[0041] 本实施例的木工刀具的制备方法，包括以下步骤：

[0042] (1)预处理

[0043] 将钨钴合金置于碱液中进行碱蚀，碱蚀的时间为10min，碱液为重量比为1:1:20的NaOH、K3[Fe(CN)6]和H2O的混合液，碱蚀后采用去离子水进行清洗。钨钴合金中钴的含量为10wt％。

[0044] 将碱蚀清洗后的钨钴合金置于酸液中进行酸蚀，酸蚀的时间为10s，酸液为体积比为1:10:100的硫酸、双氧水和水的混合液，酸蚀后采用去离子水进行清洗，得到脱钴的刀具基体。

[0045] (2)种晶

[0046] 将步骤(1)得到的脱钴的刀具基体置于金刚石悬浮液中进行超声处理，超声处理的时间为10min，然后在100℃下干燥30min。

[0047] 金刚石悬浮液由金刚石粉、刚玉粉和水组成，金刚石粉的粒径为50nm，刚玉粉的粒径为50μm，金刚石粉、刚玉粉和水的重量比为1:5:100。

[0048] (3)沉积

[0049] 采用化学气相沉积法在步骤(2)得到的种晶后的刀具基体表面沉积形成纳米金刚石层，金刚石层的厚度为20μm，金刚石层中金刚石颗粒的平均粒径为100nm。

[0050] 化学气相沉积所用的碳源为丙酮，化学气相沉积的气体氛围为碳源与氢气形成的混合气，碳源在混合气中的体积分数为5vol％；沉积的压力为5mbar；腔室刀具表面附近的沉积温度为650℃，沉积时间为36h。

[0051] 对本实施例得到的纳米金刚石层的表面形貌进行表征，得到如图1所示的纳米金刚石层的表面形貌图，由图1可知，所获得的金刚石涂层颗粒细小、均匀团簇。

[0052] 木工刀具的制备方法的实施例2

[0053] 本实施例的木工刀具的制备方法，包括以下步骤：

[0054] (1)预处理

[0055] 将钨钴合金置于碱液中进行碱蚀，碱蚀的时间为30min，碱液为重量比为1:1:15的NaOH、K3[Fe(CN)6]和H2O的混合液，碱蚀后采用去离子水进行清洗。钨钴合金中钴的含量为3wt％。

[0056] 将碱蚀清洗后的钨钴合金置于酸液中进行酸蚀，酸蚀的时间为80s，酸液为体积比为1:15:95的硫酸、双氧水和水的混合液，酸蚀后采用去离子水进行清洗，得到脱钴的刀具基体。

[0057] (2)种晶

[0058] 将步骤(1)得到的脱钴的刀具基体置于金刚石悬浮液中进行超声处理，超声处理的时间为20min，然后在100℃下干燥45min。

[0059] 金刚石悬浮液由金刚石粉、刚玉粉和水组成，金刚石粉的粒径为500nm，刚玉粉的粒径为150μm，金刚石粉、刚玉粉和水的重量比为1:10:100。

[0060] (3)沉积

[0061] 采用化学气相沉积法在步骤(2)得到的种晶后的刀具基体表面沉积形成微米金刚石层，金刚石层的厚度为20μm，金刚石层中金刚石颗粒的平均粒径为6μm。

[0062] 化学气相沉积所用的碳源为甲烷，化学气相沉积的气体氛围为碳源与氢气形成的混合气，碳源在混合气中的体积分数为1.0vol％；沉积的压力为8mbar；腔室刀具表面附近的沉积温度为720℃，沉积时间为40h。

[0063] 对本实施例得到的微米金刚石层的表面形貌进行表征，得到如图2所示的微米金刚石层的表面形貌图，由图2可知，所获得的金刚石涂层结晶度高，晶型良好，以“金字塔”形状晶面为主，且晶粒之间结合紧密，金刚石薄膜表面致密无明显孔洞。

[0064] 木工刀具的制备方法的实施例3

[0065] 本实施例的木工刀具的制备方法，包括以下步骤：

[0066] (1)预处理

[0067] 将钨钴合金置于碱液中进行碱蚀，碱蚀的时间为60min，碱液为重量比为1:1:10的NaOH、K3[Fe(CN)6]和H2O的混合液，碱蚀后采用去离子水进行清洗。钨钴合金中钴的含量为8wt％。

[0068] 将碱蚀清洗后的钨钴合金置于酸液中进行酸蚀，酸蚀的时间为120s，酸液为体积比为1:20:90的硫酸、双氧水和水的混合液，酸蚀后采用去离子水进行清洗，得到脱钴的刀具基体。

[0069] (2)种晶

[0070] 将步骤(1)得到的脱钴的刀具基体置于金刚石悬浮液中进行超声处理，超声处理的时间为30min，然后在120℃下干燥60min。

[0071] 金刚石悬浮液由金刚石粉、刚玉粉和水组成，金刚石粉的粒径为100nm，刚玉粉的粒径为100μm，金刚石粉、刚玉粉和水的重量比为1:8:100。

[0072] (3)沉积

[0073] 采用化学气相沉积法在步骤(2)得到的种晶后的刀具基体表面沉积形成两层复合金刚石层，金刚石层的厚度为20μm，微米金刚石层中金刚石颗粒的平均粒径为6μm，纳米金刚石层中金刚石颗粒的平均粒径为100nm。

[0074] 复合涂层的沉积分两步：第一步中，所用的碳源为甲烷，化学气相沉积的气体氛围为碳源与氢气形成的混合气，碳源在混合气中的体积分数为1.5vol％；沉积的压力为10mbar；腔室刀具表面附近的沉积温度为750℃，沉积时间为30h。第二步中，所用的碳源为甲烷，化学气相沉积的气体氛围为碳源与氢气形成的混合气，碳源在混合气中的体积分数为5vol％；沉积的压力为5mbar；腔室刀具表面附近的沉积温度为650℃，沉积时间为20h。

[0075] 木工刀具的制备方法的实施例4

[0076] 本实施例的木工刀具的制备方法，包括以下步骤：

[0077] (1)预处理

[0078] 将钨钴合金置于碱液中进行碱蚀，碱蚀的时间为60min，碱液为重量比为1:1:10的NaOH、K3[Fe(CN)6]和H2O的混合液，碱蚀后采用去离子水进行清洗。钨钴合金中钴的含量为8wt％。

[0079] 将碱蚀清洗后的钨钴合金置于酸液中进行酸蚀，酸蚀的时间为120s，酸液为体积比为1:20:90的硫酸、双氧水和水的混合液，酸蚀后采用去离子水进行清洗，得到脱钴的刀具基体。

[0080] (2)种晶

[0081] 将步骤(1)得到的脱钴的刀具基体置于金刚石悬浮液中进行超声处理，超声处理的时间为30min，然后在120℃下干燥60min。

[0082] 金刚石悬浮液由金刚石粉、刚玉粉和水组成，金刚石粉的粒径为100nm，刚玉粉的粒径为100μm，金刚石粉、刚玉粉和水的重量比为1:8:100。

[0083] (3)沉积

[0084] 采用化学气相沉积法在步骤(2)得到的种晶后的刀具基体表面沉积形成两层复合金刚石层，金刚石层的厚度为20μm，微米金刚石层中金刚石颗粒的平均粒径为6μm，纳米金刚石层中金刚石颗粒的平均粒径为100nm。

[0085] 复合涂层的沉积分三步：第一步中，所用的碳源为甲烷，化学气相沉积的气体氛围为碳源与氢气形成的混合气，碳源在混合气中的体积分数为1.5vol％；沉积的压力为10mbar；腔室刀具表面附近的沉积温度为750℃，沉积时间为30h。第二步中，所用的碳源为甲烷，化学气相沉积的气体氛围为碳源与氢气形成的混合气，碳源在混合气中的体积分数为1.0vol％；沉积的压力为8mbar；腔室刀具表面附近的沉积温度为720℃，沉积时间为4h。
第三步中，所用的碳源为甲烷，化学气相沉积的气体氛围为碳源与氢气形成的混合气，碳源在混合气中的体积分数为5vol％；沉积的压力为5mbar；腔室刀具表面附近的沉积温度为
650℃，沉积时间为6h。镀膜阶段的第二步和第三步完成后再重复一次。

[0086] 对本实施例得到的两层复合金刚石层的表面形貌进行表征，得到如图3所示的两层复合金刚石层的表面形貌图，由图3可知，所获得的金刚石涂层表面光滑、平整，颗粒细小团簇，呈典型的“菜花状”复合金刚石涂层形貌。

[0087] 木工刀具的制备方法的实施例5

[0088] 本实施例的木工刀具的制备方法与木工刀具的制备方法的实施例3的不同之处在于，硬质合金的种类不同，本实施例所用硬质合金为钨钛钴合金，该钨钛钴合金中钴的含量为12wt％，钨的含量为87wt％，余量为钛。其余步骤同木工刀具的制备方法的实施例1。

[0089] 试验例1

[0090] 对木工刀具的制备方法的实施例1-5得到的木工刀具的性能进行表征，得到的结果如表1所示。

[0091] 金刚石涂层厚度：采用傅里叶变换红外光谱仪(LUMOS)对本发明提供的方法制备的木工刀具的金刚石层测试厚度。

[0092] 金刚石层与刀具基体之间的结合力：采用喷嘴直径为8mm的喷砂仪器，以喷砂材料为180μm的SiC，在喷砂压力为0.5MPa的条件下，对本发明提供的方法制备的木工刀具的金刚石涂层进行喷砂处理，检测金刚石涂层与刀具基体之间有无脱落，喷砂20s内不脱落即为合格。

[0093] 试验中，选用18mm厚的中密度纤维板作为切削试验材料，采用DC-6060A数控机床进行铣削，主轴速度n＝5000r/min、进给速度f＝10000mm/min时，加工相同直线长度1000m后，测量刀具的后刀面磨损量Vb。

[0094] 表1木工刀具的性能

[0095]

[0096] 实验结果表明，本发明实施例提供的木工刀具的金刚石涂层与硬质合金基体均具有较强的结合力，其中以实施例4提供的多层复合金刚石涂层的结合力为最佳。且对本发明实施例提供的木工刀具可应用于木质复合材料的加工，其中仍以实施例4提供的木工刀具加工后后刀面磨损量最小，木工刀具的使用寿命为最佳。主要是因为多层复合金刚石涂层既具有优异的膜-基结合力，所获得的复合层不仅可降低涂层内应力而且可有利于阻止裂纹的扩展，在保证一定涂层厚度的前提下，既可保证刀具的耐磨性又可同时保持木工刀具的锋利度，提高刀具的加工质量和使用寿命。

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木工刀具的制备方法

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