复杂形状硬质合金刀具金刚石涂层的制备及铣削特性研究

采用热丝化学气相沉积法,以平行布置热丝方式及优化的预处理和沉积工艺,在复杂形状硬质合金立式键槽铣刀表面制备出均匀的微米级金刚石薄膜。通过扫描电镜和拉曼光谱研究了金刚石薄膜的形貌和成分。以高体积分数(65%)SiCP/Al复合材料为工件材料进行铣削试验,对比考察了金刚石薄膜涂层铣刀和无涂层铣刀的铣削特性。结果表明:在相同的铣削用量条件下,金刚石涂层铣刀的铣削力比无涂层铣刀的降低20%~60%;涂覆的金刚石薄膜附着强度较好,有效减轻了刀具磨损,使其寿命提高3~5倍;加工初期,无涂层刀具加工工件表面质量较好,但加工中后期工件表面质量迅速恶化,而金刚石涂层刀具加工工件的表面质量较稳定。     

WC-Co硬质合金刀片热丝法金刚石薄膜涂层附着力

用热丝法研究了WC-6%Co硬质合金刀片金刚石薄膜涂层附着力。结果表明:采用温度为80℃,(HCl:HNO₃:H₂O)(体积比)为1:1:1溶液对硬质合金刀片表面去Co 15min后,经40μm金刚石粉及1.5μm金刚石加20μmTaC混合粉进行超声预处理,结果表明,沉积的金刚石薄膜与硬质合金刀片基底具有良好的附着力,而经40μm金刚石粉处理的薄膜涂层组织与附着力要好一些。     

热丝CVD法沉积金刚石薄膜用灯丝研究现状及改进

热丝化学气相(CVD)法沉积金刚石具有其它沉积方法所无法比拟的优势而受到重视,然而在高温沉积过程中灯丝容易发生形变和挥发所带来的“污染”影响了金刚石沉积膜的质量,本文就热丝法中三种常用灯丝(钨丝、钼丝和铼丝)的高温行为的研究现状进行了综合评述。在此基础上,提出了钽丝表面包钨的新实验,以进一步指导热丝CVD法沉积高质量的金刚石。     

硬质合金涂层刀具研究的新进展

随着现代机械加工工业朝着高精度、高速切削、干式切削技术以及降低成本等方向发展,人们对硬质合金刀具提出了更高的要求。涂层硬质合金具有高硬度和优良的耐磨性,延长了刀具的寿命,这是切削刀具发展的又一次革命。本文综述了目前国内外硬质合金涂层刀具在涂层方法、涂层种类和涂层基体等方面的新进展。     

硬质合金涂层刀具研究进展

在概述硬质合金刀具基本情况的基础上,介绍了硬质合金涂层刀具的研究现状、涂层方法、涂层类型和工艺,以及多元、复合涂层材料应用等方面的情况,并对硬质合金涂层刀具的发展方向进行了展望.     

硬质合金刀具涂层的研究进展

随着科学技术的飞速发展,用于机械加工、矿山采掘的硬质合金刀具在不断的更新,刀具涂层技术也在日趋多样化和复杂化,对生产工艺的要求也随之提高.文中介绍了硬质合金刀具涂层的2种主要制备方法即化学气相沉积法（CVD）和物理气相沉积法（PVD）, 简述了刀具涂层即单组分涂层、多组分涂层、多层涂层和梯度涂层的发展,概括了几种新型涂层即金刚石涂层、类金刚石涂层、立方氮化硼涂层和氮化碳涂层,对未来硬质合金刀具涂层的发展方向进行了展望.      

硬质合金刀具涂层技术的研究进展

随着涂层技术的进步，使得硬质合金刀具涂层方法在不断地进步，日趋复杂化和多样化；硬质合金刀具涂层种类也在不断地更新，从单一的化合物涂层朝着多元复杂化合物涂层发展，涂层层数也从几层到十几层发展。本文简要地综述了目前国内外涂层硬质合金刀具的特点，高温化学气相沉积涂层(HTCVD或简称CVD)、物理气相沉积涂层(PVD)、等离子化学气相沉积涂层(PCVD)、中温化学气相沉积涂层(MTCVD)和离子辅助物理气相沉积涂层(IBVD)这5种硬质合金刀具涂层方法的机理、特点和缺点，以及单渗层涂层硬质合金、多渗层涂层硬质合金和新渗层涂层硬质合金这3种硬质合金刀具涂层的特点和应用。     

基于硬脆材料加工的金刚石涂层硬质合金刀具制备及切削性能研究

利用热丝化学气相沉积法,在硬质合金球头铣刀表面制备出不同碳源浓度的金刚石涂层,研究了碳源浓度对金刚石涂层微观结构及刀具切削性能的影响。利用扫描电子显微镜、拉曼光谱吸收仪和X射线衍射仪分析了刀具表面金刚石涂层的表面形貌、组成成分和晶粒取向,并利用制备的金刚石涂层铣刀进行石材加工实验。结果表明:与2%、3%碳源浓度相比,1%碳源浓度所制备金刚石涂层的晶粒尺寸较大,微米级金刚石晶型完整;3%碳源浓度金刚石涂层表面生成了大量纳米金刚石晶粒。碳源浓度为3%的金刚石涂层铣刀的后刀面磨损量最大,而1%碳源浓度金刚石涂层铣刀的涂层与基体结合力高,铣刀后刀面磨损量最小,金刚石涂层未明显剥落,切削寿命最长。     

金刚石涂层刀具的制备及其切削性能研究

利用热丝化学气相沉积法(HFCVD)在硬质合金立铣刀上沉积金刚石薄膜,通过扫描电子显微镜和拉曼光谱仪对制备的薄膜进行表征,并利用制备的涂层铣刀和未涂层的硬质合金铣刀进行切削实验以对比两种刀具的切削性能。结果表明:涂层刀具上的金刚石薄膜连续均匀,结构致密,无明显缺陷;切削实验中,涂层刀具的耐磨性好于硬质合金刀具,使用寿命有了明显地提高。     

硬质合金切削刀具涂层技术的发展

本文主要综述了硬质合金刀具涂层技术的发展,对硬质合金涂层技术的概念、分类和改进措施等进行了阐述。展望了硬质合金涂层材料的前景和发展方向。     

硬质合金金刚石涂层的残余应力分析

采用有限元方法分析硬质合金金刚石涂层的热残余应力,采用轴对称二维几何模型和自由边界条件,考虑了涂层厚度及不同基体对应力场的影响。分析表明,在多晶金刚石涂层中存在压应力,在基体中出现了拉应力,这种应力结构分布对材料性能的影响是有利的。在明锐界面出现了大的剪切应力(415MPa),应力奇异场出现在明锐界面靠近自由边界处。涂层压应力随基体中钴含量的增加而增加,随涂层厚度的增加而减小。因此可以借助这两个因素来适当控制和调节材料中的应力场以得到性能优良的产品。     

硬质合金表面类金刚石涂层的研究进展

涂层刀具结合了基体高强度高韧性以及涂层高硬度高耐磨性的特点,可以提高刀具寿命和加工效率。类金刚石薄膜(DLC)是由无序sp3键、sp2键、sp1键配位碳原子混合而成,具有一系列与金刚石膜相类似的性能(如热导率高,热膨胀系数小,化学稳定性好,硬度和弹性模量高,耐磨性好及摩擦系数低等)以及优异的耐摩擦性能和自润滑特性,因此成为高速钢和硬质合金刀具理想的表面改性膜。DLC薄膜起源于20世纪70年代,其沉积方法主要有物理气相沉积法(包括磁控溅射沉积、离子束沉积、脉冲激光沉积)和化学气相沉积法,近几年还发展了液相电化学沉积法。其表征方法主要有拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)等。DLC薄膜的研究开发应用过程中存在两个主要问题:一是膜基结合力差;二是热稳定性差,这极大降低了工具的使用寿命。改变工艺参数、掺杂、制备中间过渡层、酸蚀法、机械处理等可以提高DLC膜的膜基结合力;元素掺杂以及制备具有高sp3含量无氢的DLC薄膜可以提高薄膜的热稳定性。另外液相电沉积法制备DLC膜性能优异,在保证高膜基结合力的同时具有优异的热稳定性。随着薄膜制备技术的成熟,制备热稳定性好,sp3含量高同时内应力低,满足刀具材料的使用要求的DLC薄膜是可以期待的。     

硬质合金加工刀具的表面涂层及性能研究

采用磁控溅射的方法在硬质合金加工刀具表面制备了AlCrN、TiAlSiN和TiAlCrN涂层,对比分析了3种涂层的表面形貌、涂层厚度、表面粗糙度、硬度、与基体结合力和耐磨性能。结果表明,硬质合金加工刀具的3种涂层表面都可见尺寸不等的显微凹坑与白色颗粒存在,TiAlSiN涂层的厚度相对较小、粗糙度相对较大;3种涂层的显微硬度都明显高于基体,且显微硬度从高至低顺序为：AlCrN>TiAlCrN>TiAlSiN;AlCrN、TiAlSiN和TiAlCrN涂层与基体的结合力分别为44、39和48N。3种涂层试样的摩擦因数都小于基体试样,且相同载荷下的磨损率都明显小于基体试样,磨损率从小至大为AlCrN相似文献   

单晶金刚石刀具钎焊过程研究

对单晶金刚石刀具的钎焊过程进行了研究。指出合理选择单晶金刚石刀具的钎焊方法,严格执行钎焊工艺内容,控制好钎焊过程,可以有效预防或避免钎焊接头处缺陷的产生,有利于获得优质的钎焊接头,延长金刚石刀具的使用寿命。     

金刚石涂层硬质合金的研究动态(Ⅱ)

介绍了金刚石低压气相沉积薄膜的组织结构与性能、应用前景和市场分析预测 ,以及金刚石低压气相沉积基本原理和工艺方法 ;并着重介绍了近年来国外有关低压气相沉积金刚石涂层硬质合金方面的研究动态。     

金刚石涂层硬质合金的研究动态(Ⅰ)

介绍了金刚石低压气相沉积薄膜的组织结构与性能、应用前景和市场分析预测,以及金刚石低压气相沉积基本原理和工艺方法;并着重介绍了近年来国外有关低压气相沉积金刚石涂层硬质合金方面的研究动态.     

金刚石涂层硬质合金的研究动态（1）

介绍了金刚石低压气相沉积薄膜的组织结构与性能、应用前景和市场分析预测,以及金刚石坟气相沉积基本原理和工艺方法;并着重介绍了近年来国外有关低压气相沉积金刚石涂层硬质合金方面的研究动态。     

碳化钛涂层可提高硬质合金刀具的切削速度

<正> 美国一家公司通过试验发现,碳化钛涂层可以提高硬质合金刀具的切削速度。该公司在韧性较好的硬质合金刀具表面镀上一层2～3微米厚的碳化钛,结果不仅增强了刀具     

金刚石薄膜涂层技术的研究和应用

1955年美国的通用电气公司利用高温、高压在历史上首次成功合成金刚石。1981年,苏联和日本报道利用CVD法(化学气相沉积法)将甲烷(CH_4)和氢(H_2)的混合气体在低于latm的负压下以0.2—1.0微米/时的速度成长金刚石。近几年来,美、日等国积极开展金刚石涂层合成的研究,并开始广泛用于切削工具,耐磨零件以及电子、光学、音响设备等领域。