CVD金刚石薄膜涂层刀具的技术进展

简要介绍了化学气相沉积金刚石刀具的涂层材料及制备技术的研究开发现状,总结了当前可以有效提高金刚石涂层刀具膜/基结合强度的措施和方法,分析了化学气相沉积金刚石涂层刀具各种表面抛光工艺的优缺点,最后展望了化学气相沉积金刚石薄膜涂层刀具技术的发展趋势.     

高性能复杂形状金刚石薄膜涂层刀具的制备和切削性能研究

通过偏压辅助增强热丝化学气相沉积法,采用螺旋形热丝排布方式以及优化的预处理方法和沉积工艺,在硬质合金印刷电路板铣刀的表面沉积了均匀的金刚石薄膜,采用扫描电镜和拉曼光谱研究了金刚石薄膜的表面特征.随后,通过铣削试验研究了金刚石涂层刀具的附着强度和切削性能.试验结果表明,复杂形状金刚石薄膜涂层铣刀既具有附着力强、耐磨性好的特点,同时又具备优异的切削性能,并且其制备无需后续抛光处理就能得到平整光滑的表面,这对于推动金刚石薄膜在复杂形状刀具上的产业化应用具有重要意义.     

金刚石薄膜涂层刀具失效预报

金刚石薄涂层刀具失效主要形式是膜剥落或膜磨穿。切削过程中刀具金刚石薄膜失效时,会产生积屑瘤,且切削力骤然增大,通过监测积屑瘤的产生和切削力的变化,可以预报金刚石薄膜涂层刀具的失效。     

金刚石薄膜涂层刀具的应用现状及前景

一、问题的提出切削加工对刀具的要求首先是硬度高、耐磨性好，其次要有高的强度、韧性和耐热性、低膨胀系数、高导热性、低摩擦系数及良好的可加工性。随着现代集成制造系统（加工中心、FMS、CIMS）的问世以及切削速度的不断提高，对刀具性能提出了更高的要求。为此，近代开发出了多种新型刀具涂层材料及相应的涂镀工艺手段（PVD、CVD、真空镀膜、等离子溅射、喷涂等）。表1所示为各种涂层材料的物理性能[1][2][3]。表1涂层材料的物理性能随着汽车、航空和航天工业的发展以及对材质轻量化、高比强度的要求日益提高，有色金属、碳纤维…     

金刚石薄膜涂层刀具的发展与应用

对CVD金刚石薄膜涂层刀具的制造方法、性能特点、切削试验及应用前景进行了综合分析及预测。     

刀具基体材料及表面预处理对金刚石薄膜附着强度的影响

刀具基体材料的热膨胀系数以及金刚石薄膜与基体表面间的界面层和接触状态,是影响金刚石薄膜涂层刀具附着强度的主要因素。通过表面预处理和增加中间过渡层,可改变界面层结构、提高附着强度。适当粗糙的基体表面能与金刚石薄膜形成机械嵌合而使附着强度提高。     

金刚石薄膜涂层刀具的应用与市场前景

<正> 据报道,美国国际资源开发公司(International Resource Development Inc)在一份金刚石薄膜涂层发展前景的市场报告中,统计了当今世界市场上金刚石薄膜涂层产品的销售额已达2亿美元,预计1995年将达到20亿美元,其中金刚石薄膜涂层刀具将占15亿美元。在1991年世界超耐磨材料会上,各国从事     

基体表面粗糙度对金刚石薄膜涂层刀具附着强度的影响

应用扫描电镜和断续车削实验法研究了基体表面粗糙度对金刚石薄膜成核密度、成核状态及金刚石薄膜涂层刀具附着强度的影响,指出合理设计刀具基体表面粗糙度可提高金刚石薄膜涂层刀具附着强度。     

金刚石涂层刀具研究进展

金刚石涂层刀具作为一种新型刀具，其使用范围不断扩大，市场前景良好。本文介绍了金刚石涂层刀具在国内外的研究动态及进展情况。     

焕发刀具潜能的金刚石涂层

通过化学气相沉积（CVD）工艺在钨硬质合金刀具上涂覆金刚石涂层,可以产生元与伦比的优势。 化学气相沉积金刚石保留了天然金刚石的属性。其超高硬度和弹性模量保障了非常高的尺寸稳定性及耐磨性。和天然金刚石一样,化学气相沉积金刚石的摩擦系数很低,因此切削力和功耗很低,摩擦发热很低,切割时可以防止积屑瘤的形成。     

抗崩刃性能优异的CVD涂层硬质合金刀具

<正> 1.前言众所周知,在硬质合金上涂复TiC—TiCN—Al_2O_3等陶瓷,可显著提高其耐磨性,但抗弯强度及断续切削时的抗崩刃性能却有所降低。进行CVD涂层后,硬质合金的抗弯强度通常会降低1.0GPa左右。这是由于硬质合金和陶瓷的热膨胀系数不同,在CVD涂层处理(L100℃)后的冷却过程中,在薄膜上产生拉伸残余应力引起的。已有报道指出,作为提高抗崩刃性能的措施,有下列一些方法:通过提高和薄膜的界面接近的基体材料含钴量来控制裂纹扩展;加大     

金刚石薄膜涂层刀具切削性能与磨损过程的研究

金刚石薄膜具有高硬度、低摩擦系数、高耐磨性和高导热性能。金刚石薄膜涂层刀具高速干切削硅铝合金可提高生产率。通过金刚石薄膜涂层刀具的切削试验和考察其磨损过程，表明了金刚石薄膜涂层刀具的使用寿命明显高于未涂层的硬质合金刀具，金刚石薄膜涂层刀具的磨损是由薄膜的显微断裂而逐渐脱落的过程。     

硬质合金基体预处理工艺对CVD金刚石涂层附着性能的影响

采用热丝CVD法通过不同基体处理工艺在YG8和YG6硬质合金基体上沉积了金刚石涂层,考察了基体表面预处理工艺对基体表面形貌、残留钴含量以及涂层结合力的影响。实验结果表明,一步法酸刻蚀的最佳作用时间为15min左右,无论采用一步法还是二步法,处理后的YG8硬质合金基体表面残留钴均已大幅降低至3%左右,而二步法处理后YG6基体表面钴含量仅为0.66%。通过压痕实验对比分析得出,一步法酸处理15min后的硬质合金基体上沉积的金刚石涂层压痕较小,其最大压痕尺寸为145μm,两步法处理硬质合金基体金刚石涂层压痕面积最小,表现出良好的附着性能。     

化学气相沉积金刚石刀具的实际性能

<正> 一、引言八十年代初期,许多研究人员预测,金刚石涂层刀具将获得广泛的应用。但就目前发展而言,实用金刚石涂层刀具仍然还未制造出来。为此,对金刚石涂层刀具的研究在世界各先进工业国家仍不断进行。日本住友电气工业公司特殊材料部采用一种将独立的CVD金刚石片钎焊在刀体上的工艺,开发出了一种新型CVD金刚石涂层刀具。试验中表明,这种CVD金刚石涂层刀具的寿命约为硬质合金刀具的10倍,其切削性能和寿命与PCD刀具十分相似。本文就     

金刚石涂层刀具切削性能的研究

金刚石涂层是一种新型材料,相对于硬质合金具有更高的切削性能。文中通过实验,将金刚石涂层和硬质合金的刀具寿命进行了比较,结果表明,该涂层刀具具有高硬度、低摩擦系数、高耐磨和高导热性等的优异性能,与未涂层刀具相比,大幅提高了刀具的耐用度。     

刀具表面CVD法金刚石薄膜剥离及其结合性能

在硬质合金和Si3N4陶瓷刀具表面采用热丝CVD法合成金刚石薄膜的结合性能具有明显差异。在沉积金刚石过程中，根据碳源通入系统中的时机不同，硬质合金表面容易形成石墨、WC等松散层，膜的结合性能变差，由于热应力大，在无外力作用下膜有时发生自动剥落现象；而Si3N4陶瓷表面上金刚石膜具有良好结合性能。在压应力作用下，两衬底上的金刚石薄膜剥离过程也不同，硬质合金上膜支接以剥落形式失效，而Si3N4上膜以产生裂纹及其扩展失效。     

CVD金刚石涂层丝和涂层纤维

对近年来CVD金刚石涂层丝和涂层纤维以及金刚石涂层纤维复合材料的分类和发展状况做了较全面的介绍。并分析了它们的应用前景以及存在的问题。     

YT15硬质合金成形铣刀的金刚石涂层制备及应用研究北大核心

针对YT15硬质合金B212型成形铣刀片,采用两种不同的化学试剂对硬质合金基体预处理,以热丝化学气相沉积的方法沉积微米级金刚石薄膜。以65%高体分SiC颗粒增强铝基复合材料为试件材料,对比考察了金刚石薄膜涂层成形铣刀与未涂层硬质合金铣刀的切削特性,从而对铣刀的涂层效果进行评价。结果表明:经预处理后的YT类硬质合金表面粗糙度较YG类减小约10%,以平行布置热丝方式和现有的沉积工艺涂覆的金刚石薄膜均匀性较好;涂覆的金刚石薄膜在铣削过程中具有良好的附着强度,且经酸碱预处理及相应的涂层工艺较适合此类材料的粗加工,醇碱预处理方法较适合其半精加工;涂层刀具持续加工后的工件表面质量优于且稳定于未涂层刀具。     

微/纳米CVD金刚石涂层的制备

使用热丝化学气相沉积(HFCVD)装置,在以WC - CO硬质合金为衬底,采用调节涂层生长参数,制备出性能优良的微/纳米金刚石涂层.用SEM,AFM,Raman表征微观结构和表面品质.采用压痕法评估涂层的结合性能,并与微米金刚石涂层、纳米金刚石涂层进行比较.结果显示,当生长气压由3.3 kPa降为1.0 kPa时,底层的微米级晶粒逐渐被上层纳米级晶粒覆盖,并且涂层表面显露出纳米金刚石涂层特性.在结合性能实验中也指出,微/纳米金刚石涂层的结合性能比纳米金刚石涂层要优异.