金刚石薄膜涂怪刀具基底材料的选择

金刚石薄膜涂层刀具的应用取决于基底材料的选择。讨论了基底材料的特征：（１）基底应是一种常用刀具材料，且其切削条件能为金刚石所适应；（２）成本较低；（３）沉积金刚石膜具有良好的粘着性。     

金刚石涂层与硬质合金刀具附着力的研究进展

介绍了国内外在低压合成金刚石涂层刀具中提高薄膜基体附着力的几种典型工艺方法。给出了ＷＣ－Ｃｏ基底刀具预处理对低压合成金刚石薄膜附着力的影响。     

低压气相金刚石薄膜镀膜刀具膜/基附着性能压痕测试分析

低压气相金刚石薄膜硬质合金刀具在直流弧光放电等离子体CVD镀膜设备上制备.基底为YG6(WC-6%Co,质量分数)硬质合金刀具.采用洛氏(HRA)、表面洛氏(HRM)、维氏(HV)硬度试验机对所制备的金刚石薄膜刀具进行压痕测试;采用扫描电镜(SEM)观察压痕形貌并定性评价膜/基附着性能.结果表明:所制备的金刚石薄膜镀膜刀具的优选膜/基附着性能压痕测试方法是表面洛氏压痕法;优选测试条件为采用120°金刚石圆锥压头,测试加载载荷441N.     

CVD金刚石厚膜刀具材料研究进展

本文对CVD金刚石厚膜刀具材料的制备技术及后加工工艺 ,VCD金刚石厚膜刀具材料的研究现状和发展前景进行了简要的综述     

CVD金刚石膜刀具材料研究进展

本文对CVD金刚石厚膜刀具材料的制备技术及后加工工艺，VCD金刚石厚膜刀具材料的研究现状和发展前景进行了简要的综述。     

聚焦离子束加工单晶体金刚石刀具实验研究

作为超精密切削加工刀具的理想材料,单晶体金刚石材料的加工制造方法直接决定了刀具切削加工表面的精度和质量.由于金刚石材料具有明显的各向异性,在传统的金刚石刀具机械刃磨法中需要综合考虑制备工艺和刀具性能的协同关系,主要包括不同晶面表现出显著的物理机械性能差异、不同晶向存在显著的难磨和易磨方向等.本文针对聚焦离子束(FIB)技术加工金刚石刀具的过程中,金刚石材料性质对聚焦离子束加工质量、加工效率的影响规律等关键工艺开展了研究.研究发现,与传统的机械刃磨法相比,聚焦离子束加工是基于高能离子束的轰击溅射实现材料的去除,聚焦离子束加工中存在的级联碰撞现象显著弱化了金刚石材料各向异性的影响.     

金刚石涂层刀具的研究进展

针对CVD金刚石在刀具上主要应用类型,着重介绍了金刚石涂层刀具的研究进展与现状.论述了基体材料的选择,以及分析了硬质合金金刚石涂层刀具的技术特点,并指出了进一步深入研究的方向.     

评价金刚石刀具各向异性的周期键链模型

金刚石刀具机械研磨时会表现出很强的各向异性,因此寻找合适的模型来定量地描述该各向异性成为亟待解决的问题.通过深入分析金刚石刀具机械研磨的材料去除机理,使用周期键链(PBC)理论建立了定量描述金刚石刀具机械研磨各向异性的PBC模型.然后使用该模型对金刚石晶体的典型单形进行了晶面及其"好磨"和"难磨"方向的判定.在圆弧刃金刚石刀具研磨机上对{100}和{110}晶面进行了研磨实验,{110}晶面沿<100>方向研磨时最大塑性沟槽深度为19.8 nm,<110>方向为5.1 nm;{100}晶面<100>方向为9.8 nm,<110>方向为3.5 nm,与PBC模型的结论完全一致.最后,根据该模型和金刚石刀具使用中的磨损情况得到了优选的刀具晶面组合:前刀面和后刀面均选用{110}晶面.该PBC模型将为金刚石刀具的机械研磨提供有力的技术支持.     

铝基碳化硅精密铣削刀具磨损实验研究

针对铝基碳化硅切削加工中刀具易磨损、寿命低、切削难度大和加工成本高等问题,选用不同材料的硬质合金铣刀及金刚石铣刀进行切削加工实验,并利用扫描电镜和工具显微镜对高体积分数铝基碳化硅铣削时刀具磨损形态进行了分析研究.研究表明:硬质合金刀具前刀面和刃口磨损主要形式为粘结磨损和微崩刃,后刀面磨损主要为刻划磨损,而金刚石铣刀加工时刀具磨损很小;YG6X铣刀材料微观组织致密,抗磨损能力较强,宜粗加工时选用;金刚石刀体的硬度远大于SiC颗粒,且金刚石与工件的摩擦系数小,金刚石铣刀寿命远大于硬质合金铣刀,宜精加工时选用.     

CVD金刚石薄膜的成核机理研究

利用热丝化学气相沉积 ,在预沉积无定形碳的硅镜面基底及表面研磨预处理的铜基底上 ,实现了金刚石薄膜的沉积 ,并由此讨论了金刚石的成核机理。研究表明 ,无定形碳是金刚石成核的前驱态 ;成核密度不仅与基底材料有关 ,更主要由基底的表面状态决定 ,基底表面状态的设计是改善成核密度的最有效的方法。     

浅谈超硬材料刀具在机械加工中的使用

超硬材料刀具目前主要有单晶金刚石刀具,聚晶金刚石（PCD）刀具,化学气相沉积（CVD）的金刚石刀具,聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具等。它不仅是加工高硬度材料的理想刀具,而且用超硬材料刀具替代普通刀具进行切削,可以实现铸、锻毛坯件的高速、高效加工和／或一次性完成粗、精加工。它具有高效、低耗,适应性强、制造周期短等优点。目前已在汽车、摩托车、航空、矿山、电子、玻璃等行业机械加工中得到广泛应用。     

CVD金刚石材料在高性能刀具上的应用

介绍了在激发氢气和碳氢混合气体的“活化”发光状态下使金刚石沉积的CVD金刚石制造工艺原理和“厚膜”CVD金刚石的新工艺。由于CVD金刚石的聚晶结构使其具有超过天然金刚石断裂韧性的优异特点,因此可作为切削刀具材料使用。介绍了其在高性能切削刀具和修整刀具上的实际应用情况。     

热丝CVD法制备金刚石涂层刀具的研究现状

金刚石涂层刀具具有优异的硬度、耐磨性及导热性,在军事、航空航天等高精尖应用领域加工石墨、高硅铝合金、碳纤维增强塑料等难切削材料时无可替代,但目前金刚石涂层刀具存在两个问题:一是涂层与刀具间膜基结合力较差,导致涂层在使用中过早脱落;二是涂层表面粗糙度较大,难以保证被加工面的平整度与尺寸精度。本文从增强涂层结合力与降低涂层粗糙度两方面,将近年来科研人员对HFCVD法制备金刚石涂层的研究成果加以综述,并分析了各种因素对金刚石涂层刀具性能的影响。     

金刚石涂层超精加工车刀的研制

使用热丝ＣＶＤ法研究了金刚石涂层生长速度、晶粒大小和结合强度与生长工艺参数的关系，在此研究基础上，选择氮化硅材料作为刀具基底材料，并优化生长工艺参数，使热丝ＣＶＤ法生长金刚石膜的速度提高到２０μｍ／ｈ，膜层平均晶粒度〈１μｍ，划痕临界载荷达到了５０Ｎ，然后进行内应力消除及机械研磨、抛光，这样制成的超精加工刀具有来加工铝合金部件。被加工件的表面不平度〈０．１μｍ，光洁度达到了△↓１２，加工光洁度与寿     

加工7075航空铝合金用金刚石涂层刀具的制备及其切削性能

采用热丝化学气相沉积(HFCVD)技术在WC-Co8%硬质合金刀具表面制备金刚石涂层,调节甲烷浓度等沉积工艺制备了单层金刚石涂层刀具和微米金刚石涂层(1.2 μm)、纳米金刚石涂层(200 nm)交替多层金刚石涂层刀具。以7075航空铝合金作为切削工件,在无润滑干切条件下测试了单层金刚石涂层刀具和多层金刚石涂层刀具的切削性能。实验结果表明,切削2 h后单层金刚石涂层刀具涂层脱落宽度达到35 μm,刀刃钝化;有多层金刚石涂层刀具的刃型保持完整,涂层无脱落。对单层金刚石涂层和多层金刚石涂层平面样品进行了洛氏压痕实验。结果表明,多层金刚石涂层的脱落面积约为单层金刚石涂层脱落面积的1/5到1/10,进一步说明多层金刚石涂层有更强的抵抗裂纹产生的能力。这些结果表明,金刚石多层结构能提高涂层与基体的界面结合力,延长金刚石涂层刀具的使用寿命。     

用化学汽相沉积法在刀具材料表面形成金刚石薄膜

本文采用热解化学气相沉积方法，以甲烷和氢气为原料气体，在刀具材料－硬质合金，金刚石烧结体和立方氮化硼烧结体表面形成了金刚石薄膜，而且研究了金刚石在上述材料表面上的生长特性。     

微波等离子体刻蚀处理对金刚石薄膜涂层刀具附着力和切削性能的影响

用HFCVD法在硬质合金（YG6）刀具衬底上沉积金刚石薄膜,用氢微波等离子体刻蚀的方法对衬底进行表面预处理,研究了该预处理技术对WC硬质合金衬底表面成分的影响,进一步探讨了所沉积金刚石薄膜的表面形貌和附着力,并通过难加工材料实际切削试验。研究了所制备的金刚石薄膜涂层刀具的切削性能。试验结果表明,Ar-H2微波等离子体刻蚀脱碳处理是提高金刚石薄膜附着力和改善涂层刀具切削性能的有效预处理方法。     

CVD金则石薄膜的成核机理研究

利用热丝化学气相沉积，在预觉 无定形碳的硅镜面基底及表面研磨预处理的铜基底上，实现了金刚石膜的沉积，并由此讨论了金刚石的成核机理。研究表明，无定形碳是金刚石成核的前驱态；成核密度不仅与基底材料有关，更主要由基底的表面状态决定，基底表面状态的设计进改善成核密度的最有效的方法。     

面向石墨模具精密加工的金刚石涂层结构及性能

金刚石涂层具有接近天然金刚石的超高硬度及耐磨性,被认为是精密加工石墨模具的理想刀具涂层材料.金刚石涂层与刀具基体间的结合力及涂层表面状态是高速干式切削加工质量及效率的关键,金刚石涂层前处理过程控制及涂层工艺是影响金刚石涂层刀具综合性能的重要因素.本工作基于热丝化学气相沉积技术,采用酸-碱-酸三步法对硬质合金材料进行前处理,在涂层沉积过程中采用大气流量及高炉压沉积工艺在刀具基体表面沉积金刚石涂层.采用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱(Raman)、X射线衍射光谱(XRD)对涂层微观结构及物相结构进行分析表征,利用纳米压痕仪对金刚石涂层硬度进行测试,利用喷砂试验测试金刚石涂层的抗冲刷性能,利 用石墨模具切削试验表征金刚石涂层刀具的切削性能.结果表明,金刚石涂层呈典型八面体结构,涂层与基体紧密结合、无明显孔隙,金刚石涂层刀具表面粗糙度为157 nm,sp3键含量大于98％,(涂层硬度大于90 GPa),涂层沿(111)面择优生长,抗冲刷时间大于150 s(0.5 MPa,120目),涂层刀具高速切削石墨模具2 h后,被加工面表面粗糙度小于1 μm,达到进口刀具水平.切削完成后刀具前刀面出现少量崩缺,前刀面磨损是此类刀具加工石墨模具的主要磨损形式.     

下一代切削工具材料:超硬材料（英文）

以人工合成金刚石及其相关材料与工具的制备研究为主线,基于其应用领域的不断拓展,将超硬材料的发展大致分为六个阶段或以产品种类划分为五大类产品(探索阶段、高温高压合成金刚石和c BN、单晶超硬刀具、PCD和Pc BN复合片、CVD合成金刚石技术、新型超硬材料),并对各发展阶段及相应产品进行了详细的概述。基于对超硬材料自身的性能、高性能被加工材料的发展、及提高切削加工效率和降低成本等3个方面的分析,详细讨论了超硬材料作为下一代切削刀具材料的优点和潜能。同时对超硬切削刀具的制造和应用过程中存在的一些潜在不足进行了探讨,并针对这些不足提出了可能的解决方案。