硬质合金表面粗糙度对金刚石涂层附着力影响的研究

采用不同粒度的金剐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。     

薄膜涂层刀具

薄膜涂层刀具是在刚性及高温特性好的集体材料上通过化学气相沉积法（CVD）沉积金刚石薄膜制成的刀具。由于SiN4系陶瓷、WC＋Co系硬质合金以及金属W的热膨胀系数与金刚石接近,制膜时产生的热应力小,因此可作为刀体的基体材料。WC＋Co系硬质合金中,粘结相Co的存在易使金刚石薄膜与基体之间形成石墨而降低附着强度,在沉积前需进行预处理以消除Co的影响（一般通过酸腐蚀去Co）。     

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。     

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;纳米金刚石生长工艺参数则主要从碳源浓度、基体温度、反应气压三方面进行了介绍;最后,对CVD纳米金刚石涂层工具发展趋势和应用前景作出了展望。     

圆柱形衬底金刚石涂层的制备与表征研究

采用偏压增强热丝化学气相沉积法（BE—HFCVD）,以WC—Co硬质合金圆柱体为衬底沉积金刚石薄膜。研究了提高金刚石薄膜形核密度和涂层附着力的新型复合衬底预处理方法,研究结果表明。采用新型复合衬底预处理工艺后,衬底表面凸凹不平,粗糙度达到366nm,相比未采用预处理工艺的表面粗糙度94．5nm,可以大大提高金刚石形核密度,并且处理后钻的成分含量从6％减低到0．4％,在很大程度上提高了金刚石涂层与衬底之间的附着强度。研究结果还表明制备的金刚石涂层均匀且具有较好的表面质量。     

精密不锈钢管金刚石涂层模具制备与应用

不锈钢管拉拔生产时易产生缩径,采用硬质合金模具拉拔时,模具耐磨性不高,难以保证产品尺寸精度。设计出一种改进型拉拔模具,借助有限元法对不锈钢管空拉过程进行模拟。利用正交试验法研究不同拉拔模具的次压缩区高度L、主压缩区半角α1和次压缩区半角α2对拉拔过程的影响,得到优化的几何参数L=2 mm,α1=14°,α2=4°。通过偏压辅助增强热丝化学气相沉积法,以WC-Co硬质合金拉拔模具为衬底,采用穿孔直拉热丝方式,以优化的预处理方法和沉积工艺,在模具表面沉积均匀的金刚石涂层。采用扫描电镜和Raman光谱对金刚石涂层表面特征进行研究,结果表明金刚石涂层表面平整,光洁度高,涂层厚度均匀。     

其他

国内首个类金刚石涂层生产基地启动金属气相沉积(超硬涂层)产品的供应商瑞士爱恩邦德(IonBond)于2006年底启动了在中国市场上的类金刚石涂层(DLC)的生产,以满足更多高端市场需求。这是国内首家可生产类金刚石涂层的基地。爱恩邦德中国总部设在无锡,目前除了在昆山和苏州设有独资工厂,分别负责物理气相沉积涂层(PVD)和化学气相沉积涂层(CVD)外,筹备在广州建立新工厂,主要面向精密模具、航空工业零部件等领域。由于爱恩邦德的很多国际性客户已来到中国,公司计划把中国总部扩建成为一个大型的综合性服务基地。河北两企业金刚石工具项目通…     

气相沉积技术在纺织行业中的应用

总结气相沉积技术在纺织行业中的应用情况。阐述了气相沉积技术的组成及分类,详细介绍了利用气相沉积技术制作高硬度膜机床刀具、100铬合金钢领、金刚石涂层转杯、类金刚石涂层转杯、镀铬异形筘筘齿、离子渗硫钢领等纺机配件以及高效宽频电磁屏蔽织物、防紫外线织物、防水透气织物、润湿性能良好的非织造织物等,指出气相沉积技术中发展较快的是多弧离子镀和非平衡磁控溅射技术,可应用在工具镀和表面装饰镀等,纺织行业应关注气相沉积技术和发展,合成各种高性能的纺织品。     

梯度硬质合金金刚石涂层刀具的切削性能研究

梯度硬质合金是金刚石涂层产品新的基体材料.现场切削实验可有效、直观地评价金刚石涂层刀具的性能。采用梯度硬质合金金刚石涂层可转位刀片车削硅铝合金,研究切削参数对加工面质量及刀具磨损的影响。结果表明,梯度硬质合金金刚石涂层刀具加工的工件面粗糙度低、光泽度好且不黏刀。切削20min后,加工面粗糙度最佳值为1.57μm,刀具后刀面磨损为0.1mm,远小于失效判据VB=0.30mm,是很好的金刚石涂层产品基体材料。     

我国纳米金刚石复合涂层实现了产业化

由上海交通大学承担的863纳米材料专项课题“纳米金刚石复合涂层的应用与产业化”超额完成了合同规定的指标并实现产品的产业化。该课题采用化学气相沉积法（CVD）,在硬质合金拉拔模具内孔和其他耐磨器件表面涂覆纳米金刚石复合涂层,研究得到了制备纳米金刚石涂层的成熟工艺,完成了纳米涂层结构和性能检测工作,利用纳米金刚石复合涂层技术研究开发出各种涂层拉拔模具和耐磨器件产品,解决了涂层附着力、均匀涂覆和涂层表面光洁度等关键技术问题,产品技术性能达到了国际先进水平,已经广泛应用于电力、通讯、建材、机械加工等行业所需的拉拔模具和耐磨器件,具有广阔的市场应用前景。     

Cr与金刚石界面碳化物形成机理研究

选用含Cr活性钎料,适当控制钎焊工艺,实现了金刚石与基体的高强度连接。采用扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）及X射线衍射结构（XRD）分析了真空加热条件下,含铬活性钎料与金刚石之间的界面反应以及界面反应产物,探讨了钎料与金刚石界面处碳化物的形成机理。分析结果表明,活性钎料中的Cr在金刚石表面富集并与金刚石中的C生成枝状的碳化物,既实现了化学冶金结合,生成的碳化物呈枝状,也进一步加强了对金刚石的把持作用。     

Ni-Cr合金保护气氛钎焊金刚石的分析

采用Ni-Cr合金在保护气氛炉中进行了钎焊单晶金刚石磨粒的试验,使用SEM对Ni-Cr合金钎焊金刚石的碳化物形貌和钎料组织进行了观察分析。结果表明：在保护气氛炉中,Ni-Cr合金可以实现金刚石的高强度连接,焊后金刚石棱角清晰、形貌完好,并在金刚石的表面生成排列较整齐的一层Cr3C2,Cr3C2的生长方向与金刚石的外露（111）和（100）晶面有一定的位向关系,在（111）晶面的碳化物形成了互成60°的关系,在（100）晶面的碳化物主要是互成90°和45°的关系。钎料组织主要是γ-Ni基体上分布有Cr7C3,其显微硬度最高达到900HV。     

低压气相金刚石薄膜涂层刀具膜/基附着性能测试方法研究进展

较全面介绍了金刚石薄膜涂层刀具膜/基结合强度的定性和定量测试与表征方法。定性方法主要有划痕法、压痕法、超声波法等,其操作简单、结果直观,但实验结果不精确并且缺乏可比性;定量方法主要有粘接拉伸法、刮剥式测量法、纳米压入法、内涨鼓泡法、梁弯曲法等,这些方法不同程度地提高了测量的准确性和精确度,但试验条件要求苛刻、设备复杂、薄膜样品制备困难等问题限制了其广泛应用。总的来看,采用单一方法直接用于金刚石薄膜刀具膜/基附着强度的有效表征还有较大的困难。因此,需要在前人工作基础上,通过研究这些方法的优势互补,或者通过新方法研究,建立综合评价金刚石薄膜的膜/基界面结合强度的有效与合理方法,为金刚石薄膜硬质合金刀具的制备提供科学依据。     

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氮化腐蚀，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。     

废旧金刚石工具综合回收利用研究

在金刚石工具的使用过程中以及生产过程中都会不可避免的产生大量的废旧金刚石工具,现阶段缺乏对其进行回收的行之有效的方法,由此造成了环境的污染及资源的浪费。文章通过对废旧金刚石工具的多种回收方法进行分析总结,提出了一种综合、高效回收金刚石工具中材料的新方法。废旧金刚石工具经过混合酸分解后,所含金属以离子形态进入溶液,而金刚石与碳化钨颗粒从滤渣中被回收;根据金刚石工具中各金属含量对浸出液中金属离子成分进行调整,以草酸作为沉淀剂,用氨水调节草酸的PH值,对浸出液进行共沉淀研究。在合适的条件下,各金属的综合沉淀率达到98%以上;最后对草酸盐进行氢还原,得到超细预合金粉末。     

钎焊金刚石取孔钻的制备及其钻削性能研究

由于金刚石与钎料合金之间高的结合强度以及高的金刚石出刃,钎焊金刚石工具比电镀和烧结金刚石工具拥有更优异的加工性能。使用钎焊法分别制备了单层和多层金刚石取孔钻,通过对硅酸盐玻璃的钻孔实验,对比了单层金刚石取孔钻和多层金刚石取孔钻的使用寿命及加工效率。结果表明：钎焊多层金刚石取孔钻的寿命是单层取孔钻的3倍,但其加工效率比单层取孔钻略低。通过扫描电镜（SEM）对两种取孔钻失效后的表面微观形貌进行观察,发现金刚石与钎料之间具有很高的结合强度,钎焊多层金刚石取孔钻在加工过程中能够实现金刚石的连续出刃。     

影响CVD金刚石膜完整性的几个关键问题

直流喷射化学气相沉积金刚石膜,其完整性一直是个难以解决的技术难题,并且直接影响了其推广应用。文章通过研究金刚石膜的质量、衬鹿与膜的结合力、以及衬鹿的膨胀系数等,分析了影响金刚石膜完整性的几个关键因素。     

纳米陶瓷结合剂超硬磨具的制造工艺

纳米陶瓷结合剂是一种新型的超硬磨具结合剂,采用它能显著降低磨具烧结温度,大幅度提高制品的强度、韧性和耐磨性,且气孔可控,为陶瓷结合剂的应用开拓了一个崭新的领域。文章阐述了纳米陶瓷的性能及应用。结果表明：纳米陶瓷结合剂抗折强度高于100MPa,经过烧结,纳米陶瓷结合剂与金刚石和cBN超硬磨料润湿性良好、结合力大,在烧结过程中与超硬磨料不发生反应、不腐蚀损伤超硬磨料。成功用于磨削PCD复合片的金刚石陶瓷砂轮。