高性能CVD金刚石薄膜涂层刀具的制备和试验研究

采用电子增强热丝EACVD法,以WC-Co硬质合金刀具为衬底制备金刚石涂层刀具,研究了提高涂层附着力的衬底预处理新方法,探讨了抑制Co催石墨化作用的有效措施,提出了改善金刚石薄膜表面粗糙度CVD后处理新工艺。研究结果表明,采用了Ar-H2微波等离子体刻蚀脱碳预处理方法对于提高金刚石薄膜涂层的附着力有明显效果,添加适量粘结促进剂,可有效地抑制CVD沉积过程中钴向表层扩散引起的催石墨化作用。采用分步沉积新工艺是减小金刚石薄膜表面粗糙度的有效方法。所制备的高附着力和低粗糙度的金刚石薄膜涂层刀具切削性能明显改善,对实现高效高精度切削加工具有十分重要的意义。     

复杂形状金刚石薄膜涂层刀具的制备与试验研究

为了提高金刚石薄膜与衬底附着力,以整体式硬质合金麻花钻为例,对刀具衬底的预处理技术和ＣＶＤ涂层技术进行了研究;以碳化硅颗粒增强铝基复合材料的加工为例,对复杂形状金刚石薄膜涂层刀具的制备及应用技术提出了合理建议。     

复杂曲面金刚石涂层刀具的制备与试验研究

以氢气和丙酮为原料,采用电子增强化学气相沉积(EACVD)法,利用改进了的化学气相沉积(CVD)装置在复杂曲面硬质合金(WCCo)钻头表面涂覆一层金刚石涂层.研究了适用于复杂曲面金刚石涂层刀具衬底预处理新方法和CVD涂层新工艺,并对碳化硅颗粒增强铝基复合材料进行了试验研究,研究结果表明,所制备的复杂曲面金刚石涂层刀具的耐用度和切削性能得到了显著提高.     

金刚石涂层刀具在干式切削中的性能分析

介绍了干式切削加工技术的优点及发展趋势,分析了干式切削刀具技术及金刚石涂层刀具的性能特点.通过铝硅合金的干式切削试验,研究了金刚石涂层刀具的干式切削加工特性.经试验表明,金刚石涂层刀具正常磨损阶段,工件表面粗糙度非常稳定;刀具损坏以涂层脱落为主,刀具寿命取决于涂层与机体的结合强度;进给量对工件表面粗糙度影响最大,如果进给量合适,可以保证金刚石涂层刀具在高速下具有良好的干式切削性能.     

高钴硬质合金基底化学气相沉积金刚石膜的研究

通过采用二步浸蚀法对硬质合金(WC-12%Co)刀具进行预处理,应用微波等离子化学气相沉积装置,在经二步浸蚀法预处理过的硬质合金上沉积出高质量和结合力强的金刚石涂层.研究了提高涂层附着力的基体预处理方法,用SEM、XRD、激光Raman光谱分析了涂层质量,用切削试验检测金刚石涂层与刀具基底的附着情况,结果表明二步浸蚀基体预处理方法能有效地降低基体表面金属钴的含量,消除沉积过程中Co的负面影响,从而提高金刚石涂层的附着力,使刀具使用寿命明显提高.     

超细晶粒金刚石涂层刀具高速铣削石墨的切削性能研究

选用超细晶粒和粗晶粒金刚石涂层的双刃整体硬质合金平头立铣刀,在相同切削参数下进行石墨的高速铣削加工试验.试验结果表明:超细晶粒金刚石涂层刀具具有良好的表面涂层性能,在切削过程中刀刃磨损均匀缓慢,刀具的使用寿命和工件的加工表面质量都优于粗晶粒金刚石涂层刀具,适合石墨等硬脆材料的高速切削加工.     

晶粒细化对金刚石涂层刀具切削性能的影响

金刚石涂层具有高硬度、低摩擦系数、高耐磨性和高导热性能。本文着重介绍了金刚石涂层刀具的发展动向及现状,并通过金刚石涂层刀具的切削试验表明了金刚石涂层刀具的使用寿命明显高于未涂层的硬质合金刀具,采用金刚石涂层刀具进行切削可以获得更高的表面加工质量和生产率。     

等离子热喷涂金刚石涂层的摩擦磨损性能研究

通过等离子热喷涂金刚石涂层刀具加工石材的试验,研究了钴基和镍基2种不同基体等离子热喷涂刀具在不同的径向切深、进给速度和主轴转速时刀具的磨损状况,利用扫描电子显微镜对磨损后的刀具表面形貌进行了分析.结果表明:采用钴基和镍基分别进行等离子热喷涂金刚石涂层后获得的刀具在加工石材时径向切深对磨损量影响较大,随着径向切深增大,磨损量有较大增幅;进给速度和主轴转速对磨损量影响相对较小,随着进给速度和主轴转速增大,磨损量呈逐渐下降趋势;钴基刀具具有较高的硬度和强度,其耐磨性比镍基要好.涂层的磨损形式主要有磨平、犁沟和粘结,其中以磨平较多,金刚石颗粒主要以脱落为主.     

微波等离子体刻蚀脱碳预处理对金刚石涂层刀具附着力和切削性能的影响

用EACVD法在硬质合金(YG6)刀具上沉积金刚石涂层;用氢微波等离子体刻蚀的方法对基底进行表面预处理,以期提高金刚石涂层的附着力和涂层刀具的切削性能;附着力采用压痕法计算测定,切削性能通过对碳化硅增强铝基复合材料的切削试验测定;用X射线应力仪测试了涂层残余应力,并就不同预处理对性能的影响进行了分析和讨论.     

金刚石涂层微铣刀的铣削加工试验

为了掌握金刚石涂层对其铣削性能的影响,针对直径为50 μm级的硬质合金微铣刀,进行了金刚石涂层与未涂层硬质合金微铣刀具微槽铣削试验。通过使用线电极电火花磨削技术制备出直径为50 μm级的D形微铣刀,采用金刚石涂层和未涂层刀具在纯铜工件上开展微槽铣削工艺试验;使用白光干涉仪、超景深显微镜等仪器来观测微槽表面形貌、粗糙度等随铣削距离变化的规律,分析金刚石涂层对硬质合金微铣刀铣削加工质量的影响。结果表明：采用金刚石涂层刀具加工的微槽具有较少的毛刺,表面粗糙度值约为未涂层刀具铣削的粗糙度值的1/2,并且能够在一定距离内保持稳定的槽宽、粗糙度值和侧面形貌。     

光滑硬质合金衬底渗硼预处理对CVD金刚石薄膜性能的影响

提高金刚石薄膜的附着力和光洁度是实现CVD金刚石涂层在工模具和耐磨器件领域中广泛应用的关键因素。采用热丝CVD法在光滑WC—Co硬质合金基体表面沉积金刚石薄膜，研究了渗硼预处理新方法对光滑衬底表面抑制Co催石墨化作用和保证金刚石涂层附着力的效果。研究结果表明，采用渗硼预处理方法既能避免研磨、刻蚀和化学腐蚀等加工方法对光滑衬底表面的严重损伤，又能有效抑制Co对金刚石薄膜的不利影响，获得了满足附着力要求的光滑金刚石薄膜，对于拓宽金刚石薄膜的应用领域具有重要意义。     

化学处理对刀具表面金刚石涂层薄膜的影响研究

阐述了热丝化学气相沉积法(HFCVD)涂覆金刚石涂层时,采用Murakami溶液和HNO₃溶液进行化学预处理对刀具表面金刚石涂层薄膜的影响。采用扫描电子显微镜、能谱仪和拉曼光谱仪进行检测,结果表明,硬质合金中的黏结相Co元素和表面粗糙程度对涂层金刚石薄膜有较大影响,采用Murakami溶液浸蚀3min以上、HNO₃溶液浸蚀5min以上的刀具涂层表现出优越的性能,刀具寿命是未涂层刀具的2～4.5倍。     

CVD金刚石薄膜涂层轴承支撑器的制备和应用

轴承支撑器是轴承精密加工中的关键部件。本文采用热丝化学气相沉积(简称CVD)法,以丙酮和氢气为碳源,在WC-Co硬质合金轴承支撑器衬底上沉积金刚石薄膜,制备CVD金刚石薄膜涂层轴承支撑器,并应用于轴承的精密磨削加工。结果表明,合理控制衬底材料的预处理和CVD沉积工艺对金刚石薄膜质量、形貌、粗糙度和薄膜与衬底间的附着力有显著影响。与传统硬质合金轴承支撑器相比,CVD金刚石涂层轴承支撑器的耐用度和使用性能显著提高。     

马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。     

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。     

金刚石刀具性能及其应用研究

描述了金刚石的物理特性,对金刚石刀具的分类及其性能行了介绍,包括天然金刚石、聚晶金刚石、聚晶金刚石复合片、化学气相沉积金刚石涂层刀具.分析和对比了不同类型金刚石刀具的应用场合,为企业在加工难加工材料时选用超硬金刚石材料刀具时提供参考.     

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.     

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。     

CVD金刚石薄膜涂层刀具精密切削表面质量的研究

CVD金刚石薄膜刀具的表面粗糙度和加工过程中的切削用量是影响加工工件表面质量的关键因素.为改进CVD沉积工艺,减小金刚石薄膜表面粗糙度,提出了合理控制沉积气压的新工艺方法,并通过切削试验研究了不同沉积工艺下制备的CVD薄膜涂层刀具和加工过程中不同切削用量对精密切削表面质量的影响.     

CVD金刚石薄膜刀具加工SiCp／Al复合材料的切削磨损研究

通过用CVD金刚石薄膜涂层刀具切削加工SiC颗粒增强基复合材料的试验,研究了切削参数、刀具材料、刀具几何参数和工件材料对CVD金刚石薄膜涂层刀具磨损的影响规律,同时研究SiCp/Al复合材料的切削加工性能。