不锈钢工具电镀金刚石工艺研究

采用不同方案对不锈钢基体电镀金刚石,确定了不锈钢工具电镀金刚石的最优工艺配方和工艺参数.所获工作层均匀、细致,工具样片的热震、锉磨和GCr15钢片刮磨试验结果表明,镀层结合力、磨料固结强度、磨粒分布均匀性等均符合超硬材料行业电镀制品检测标准.     

形核密度对CVD金刚石涂层附着性能的影响

采用热丝化学气相沉积法(HFCVD)在硬质合金基体上进行金刚石的形核生长,使用扫描电镜(SEM)对金刚石涂层形核情况进行分析,研究了不同形核密度对CVD金刚石涂层附着力的影响。结果表明:当碳源浓度达到3%时,表面形核密度最高,约为107/cm2;浓度增大为4%时,形核密度降低。通过压痕实验对比分析得出形核工艺中碳源浓度为3%时沉积的金刚石涂层压痕最浅,压痕直径最小,金刚石涂层具有良好的附着性能。     

金刚石表面金属化对电镀金刚石线锯性能及生产的影响

利用复合电镀法,分别选取未金属化和金属化的金刚石磨粒,以φ120μm的镀铜圆柱形琴钢丝为基体,氨基磺酸镍溶液为电镀溶液,通过落砂法制备了金刚石线锯。采用扫描电子显微镜观察线锯的表面形貌,并研究了金刚石磨粒金属化对线锯生产的各项参数的影响。结果表明,选用金属化的金刚石磨粒能够得到沉积速度快、密度高、均匀性好、把持力高、使用寿命长、切割效率以及生产效率高的高品质金刚石线锯。     

CVD金刚石膜表面晶粒度的研究

采用热丝CVD法连续沉积金刚石,其晶粒尺寸与沉积时间至非线性关系,随着时间的延长,晶粒生长速率降低;工艺条件对金刚石膜表面晶粒度的影响主要与产生二次形核的时机有关。高的衬底温度和工作气压有利于得到粗大的晶粒尺寸,提高碳源浓度可使未成膜前的晶粒尺寸增大,而对成膜后的晶粒尺寸只有在浓度足够大时才产生显著影响。     

CVD纳米金刚石涂层工具研究进展

概述了CVD纳米金刚石涂层工具的研究开发现状、存在的主要问题,重点介绍了硬质合金基体表面预处理方法及纳米金刚石生长工艺参数对CVD纳米金刚石涂层工具结构和性能的影响,其中,介绍了硬质合金基体表面预处理方法主要有酸液浸蚀去钴、施加中间过渡层、机械或等离子体处理、负偏压等；蚋米金刚石生长工艺参数则主要从碳源浓度、基体温度、...     

合金强化型超微粒金刚石电铸磨具的开发

为了微细磨削硬脆材料，开发了一种小直径、可高速旋转、比例极限应力和耐磨性皆优的电铸金刚石磨具。新开发出一种可用微粒金刚石磨料和晶粒尺寸2nm以下的电沉积Ni制作电铸磨具的电镀装置。为了提高磨具金刚石磨料与结合剂Ni的把持强度，对金刚石磨料表面进行了热腐蚀粗化。此外，磨具还采用了合成金属间合金Ni3P热处理工艺，既增加了结合剂的硬度又提高了磨具的比例极限应力。弯曲试验证实，通过采用热腐蚀金刚石磨料和热处理，磨具的杨氏模量和比例极限应力均可分别比常规法电铸金刚石磨具增加40GPa和1．5GPa左右。     

金刚石表面镀覆技术的发展及应用

介绍了金刚石的表面镀覆技术及其发展.由于表面镀覆层能提高金刚石颗粒的强度、抑制在高温条件下金刚石颗粒的石墨化与氧化腐蚀,从根本上实现金刚石磨粒与结合剂胎体的化学冶金结合,因此,增强了结合剂对磨粒的把持力,有效地防止金刚石脱落,提高了工具的使用寿命和加工效率.     

电火花沉积金属结合剂金刚石砂轮研究

采用电火花沉积法制备了金属结合剂金刚石砂轮。利用扫描电镜表征了沉积砂轮的显微结构和沉积层与金属基体的结合界面,考察了不同进刀量下电火花沉积的金刚石砂轮的磨削性能。结果发现,使用电火花沉积工艺可以制备出金属结合剂金刚石砂轮,沉积层与金属基体结合牢固,但沉积层中存在大量气孔;用电火花沉积工艺制备的金刚石砂轮,在进刀量为5μm/s时,其对硬质合金的磨耗比为37.2;工件表面粗糙度Ra为0.36μm,电镀砂轮加工工件的表面粗糙度Ra却为0.67μm。     

一种专门用于刀具的热丝CVD金刚石

介绍了CVD金刚石厚膜的不同生长工艺的优缺点,并采用新型热丝CVD工艺生长出金刚石。新工艺生长出的热丝CVD金刚石具有成核密度高、晶粒细小、组织致密、孔洞缺陷和杂质少等优点,是CVD金刚石刀具的理想材料。     

掺硼金刚石薄膜的制备与研究

采用微波等离子体化学气相沉积技术在单晶硅、钛、钼、铌、钽基体上制备掺硼金刚石薄膜。分别采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、激光拉曼光谱仪、四探针电阻率测试仪研究其物相组成、表面形貌、晶体结晶性和电阻率。硼原子代替碳原子进入金刚石晶格中,产生更多的缺陷形核中心,导致掺硼金刚石薄膜的金刚石晶粒尺寸和电阻率随着掺硼浓度增加而减小。金刚石薄膜和基体间形成碳化物,金刚石在石墨层上形核生长。碳原子在不同基体中的扩散系数不同,导致硅基掺硼金刚石薄膜的晶粒尺寸更小且更加均匀,金属基体上的部分金刚石出现了异常长大的现象。采用该方法制备的掺硼金刚石薄膜的结晶性较好,由于基体热膨胀系数较金刚石大从而导致薄膜内部产生压应力,使得金刚石薄膜的D峰均向高波数偏移。     

CVD沉积工艺对SiC涂层结晶度与耐腐蚀性能的影响

通过化学气相沉积(CVD)SiC涂层来提高SiC_f/SiC复合材料的耐腐蚀性能,本文以CH_3SiCl_3(MTS)为源气体,在反应烧结SiC基体上制备SiC涂层,控制沉积温度、炉压及H_2/MTS摩尔比等工艺参数,通过X射线衍射实验(XRD)得到不同工艺条件下生成的碳化硅涂层的物相组成和结晶度,通过高温水腐蚀实验检测涂层的耐腐蚀性,并利用扫描电子显微镜(SEM)观察腐蚀前后的表面形貌。结果表明:当沉积时间为8 h,沉积温度从1050℃到1250℃,β-SiC涂层表面平整性提高,沉积厚度由12.97μm急剧增加至71.10μm, SiC晶粒尺寸逐渐增大,最终呈金字塔状;碳化硅涂层腐蚀60 d后,表面呈现针状结构,1250℃下沉积的SiC涂层耐腐蚀性能较好;β-SiC涂层的晶粒尺寸随沉积炉压的增大而增大,结晶度随沉积炉压增大而减小,在200 Pa以下,获得的β-SiC晶粒的结晶度最高(81.08%)、晶粒尺寸最小(13.7 nm);随着H_2/MTS摩尔比增加,β-SiC晶粒结晶度迅速下降,当H_2/MTS=6.5时,结晶度最高(95.91%)。     

硬质合金表面粗糙度对金刚石涂层附着力影响的研究

采用不同粒度的金刚石粉研磨硬质合金基体表面,然后采用酸碱两步法处理基体,清洗后利用热丝化学气相沉积法(HFCVD)沉积金刚石涂层.扫描电镜观察表面金刚石形貌,洛氏硬度压痕法评价涂层结合情况.实验结果表明适当的表面粗糙度可以有效地提高膜基结合水平.     

涂层技术及刀具涂层知识

1,氮碳化钛（TiCN）涂层比氮化钛（TiN）涂层具有更高的硬度。由于增加了含碳量,使TiCN涂层的硬度提高了33%,其硬度变化范围约为Hv3000~4000（取决于制造商）。2,CVD金刚石涂层：表面硬度高达Hv9000的CVD金刚石涂层在刀具上的应用已较为成熟,与PVD涂层刀具相比,CVD金刚石涂层刀具的寿命提高了10~20倍。金刚石涂层刀具的高硬度,使得切削速度可比未涂层的刀具提高2~3倍,使CVD金刚石涂层刀具成为有色金属和非金属材料切削加工的不错选择。3,刀具表面的硬质薄膜对材料有如下要求：1硬度高、耐磨性能好;2化学性能稳定,不与工件材料发生化学反应;3耐热耐氧化,摩擦系数低,与基体附着牢固等。单一涂层材料很难全部达到上述技术要求。     

CVD金刚石薄膜与硬质合金的结合力的改善途径

化学气相沉积金刚石涂层硬质合金工具综合了金刚石和硬质合金的优异性能,可广泛应用于难加工材料的切削、电子工业等诸多领域.制造金刚石薄膜涂层工具的关键在于增强金刚石膜与硬质合金基体间的结合力.文章综述了增强化学气相沉积金刚石膜与硬质合金基体结合力的多种措施.     

不同因素对金刚石柔性磨轮磨损的影响研究

金刚石柔性磨轮是金刚石砂带的一个衍生产品,主要用于宝石和玻璃加工。通过对金刚石柔性磨轮进行磨削实验,分析了法向压力、磨轮转速、磨料浓度、磨料粒度及加工方式对磨轮磨损的影响。结果表明:增加磨削过程中法向压力,磨轮磨粒脱落数目和磨耗比都逐渐增大;磨轮转速对磨粒脱落数目无明显影响,磨耗比逐渐增加;当磨料浓度增加到13%时,磨粒脱落数目仅增加2颗,磨削玻璃磨耗比达到最大为90;磨料粒度越粗,单位面积脱落的金刚石越少,磨耗比越大;磨轮树脂结合剂耐热性差,在磨削过程中应加水进行冷却。     

金刚石刀具化学磨损的预防

单晶金刚石刀具因其化学磨损严重,不适用于微切削加工铁基材料.为了保护金刚石刀具免受化学磨损,可将切削刀具沉积硬质涂层,以防止金刚石与工件材料直接接触.本研究则利用磁控溅射工艺在金刚石刀具上沉积TiN、TiAlN和AlN涂层.经过优化工艺参数,所沉积涂层的化学成分接近化学计量,表面非常光滑,晶粒很细,硬度高且附着强度大.虽然刃口半径因涂层略有增加,但对微切削加工来说仍可容忍.在试验切削条件下,与参比未涂层金刚石刀具相比,TiAlN涂层金刚石刀具磨损的减少高达50%.     

申请号：201110290577．7专利

名称：一种微型钻头金刚石薄膜涂层的制造方法摘要：本发明公开了一种微型钻头金刚石薄膜涂层的制造方法,对微钻的基底材料进行表面处理,采用多步沉积法,控制热丝化学气相CVD（Chemical？ Vapor？ Deposition化学气相沉淀）金刚石薄膜沉积生长条件：加热热丝的温度、腔体内的压力、反应源气体的选择与流量、热丝的排布、微型钻头顶端与热丝之间的距离、热丝排布间距、薄膜沉积生长时间、微型钻头顶部表面温度等。     

Ni-Cr合金钎焊单层金刚石磨料的试验研究

单层钎焊超硬磨料工具有着传统电镀工具无法比拟的优异性能.利用高频感应加热的方法,以Ni-Cr合金为钎料,通过控制电流和加热时间,实现了金刚石与钢基体的牢固连接.利用恒压划擦磨损实验对钎焊后的金刚石工具性能进行了评价,在整个划擦磨损过程中都没有发现金刚石整颗脱落,金刚石磨粒的磨损过程为正常磨损.     

CVD法制声表面波基片金刚石层细晶粒的生长研究

金刚石／硅声表面波基片的金刚石层晶粒的细化有利于传播能量损耗的降低，采用热丝化学气相沉积法进行了硅基体上沉积细晶粒金刚石工艺的初步探索。探讨了基体温度、气压、氨气和甲烷浓度等因素对金刚石细晶粒生长的影响。对相应样品进行了扫描电镜和拉曼散射光谱分析。结果表明：在低气压范围、相同氩气浓度下，随着气压的降低，甲烷浓度也要相应降低，才能保证类似的金刚石结晶质量。同时，降低气压达到一定值后。金刚石晶粒尺寸变小，经测试可达到纳米级。     

砷化镓上生长金刚石薄膜的研究

以CH4和H2为气源,用微波辅助等离子体装置,在10.0 mm×7.0 mm的砷化镓基底上沉积了CVD金刚石薄膜,用扫描电子显微镜观察沉积效果,拉曼光谱表征沉积质量,分析薄膜附着力与砷化镓材料性能的关系。结果表明,当基体温度为600℃,气压为5 kPa,甲烷浓度为2.0%时,在砷化镓片表面上沉积出了CVD金刚石薄膜,晶粒尺寸均匀,晶形完整、规则,晶界非常清晰。