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。     

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。     

涂层厚度对金刚石薄膜附着强度的影响

应用扫描电镜和断续车削实验法研究了涂层厚度对金刚石薄膜涂层刀具附着强度的影响。以Ｗ和ＷＣ—１．５％Ｃｏ硬质合金为基体的金刚石薄膜涂层刀具在涂层厚度不超过１０μｍ时可获得较高的附着强度。     

影响CVD金刚石涂层硬质合金界面结合强度的因素及其改善方法

化学气相沉积法制备金刚石涂层硬质合金刀具综合了金刚石与硬质合金的优异性能,被广泛应用于切削难加工材料.金刚石与基体界面结合强度是评价金刚石涂层的一个主要性能指标.本文主要介绍了影响CVD金刚石涂层刀具界面结合强度的主要因素,并对如何提高其界面结合强度的方法进行了较深入的探讨,这对解决刀具基体与金刚石涂层之间的界面结合强度问题具有一定的实际意义.     

改善CVD金刚石薄膜涂层刀具性能的工艺研究

用热丝CVD法,以丙酮和氢气为碳源,在WC-Co硬质合金衬底上沉积金刚石薄膜,在分析了工艺条件(衬底温度、碳源浓度、反应压力)对金刚石薄膜性能的影响的基础上,提出了分步沉积法改善金刚石薄膜涂层刀具性能的新工艺.结果表明,合理控制工艺条件的新工艺对涂层薄膜质量、形貌和粗糙度、薄膜与衬底间的附着力、刀具的耐用度及切削性能有显著影响,对获取实用化的在硬质合金刀具基体上沉积高附着强度、低粗糙度金刚石薄膜的新技术具有重要的意义.     

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.     

金刚石薄膜与W、WC-6%Co基体间的界面结构研究

应用X射线衍射、X－光电子谱和扫描电镜研究了金刚石薄膜与W、WC－6％Co硬质合金基体间的界面结构。指出在W基体和金刚石薄膜之间存在W的碳化物界面,WC－6％Co硬质合金经表面腐蚀去Co处理后仍能形成不连续非金刚石碳界面。     

用垂直拉伸法测定金刚石薄膜的附着强度

对ＣＶＤ金刚石薄膜表面进行处理，用垂直拉伸的方法实现了金刚石薄膜附着强度的直接测定，试验方法简单可靠，使ＣＶＤ金刚石薄膜附着强度测量的准确怀大大提高。     

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.     

表面改性金刚石微粉在粉末法生产铜基触点中的应用

金刚石与金属铜基体之间具有相对较高的界面能,使金属铜基体与金刚石微粉界面结合不稳、存在少量间隙,导致金刚石微粉与金属基体结合强度降低。直接影响触点材料的力学性能及电气性能的提高。文中针对如何改善金刚石与铜基体的润湿性,研究化学镀Cu层包覆金刚石微粉,对金刚石微粉表面进行改性,提高金刚石与铜基体的润湿性,从而提高粉末法铜基低压电触点性能。研究制定金刚石微粉表面化学镀铜层包覆工艺,经过试验证明金刚石微粉经过净化、粗化、敏化、活化处理后,可以进行化学镀Cu形成金刚石微粉表面包覆Cu层。该工艺具有易操作、成本低、效率高等优点,是提高金刚石微粉与铜基体润湿性的有效方法。     

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。     

金刚石涂层刀具的性能评价及应用试验综述

金刚石薄膜与硬质合金基体间的附着力较低一直制约着金刚石薄膜涂层工具的商业化生产和大规模应用。本文对研究中所用各种金刚石涂层刀具性能的评价方法和应用试验进行了综述 ,希望能对评价、提高和改进金刚石涂层刀具产品性能有指导意义。     

Ni-Cr合金真空钎焊金刚石砂轮的研究

利用真空炉中钎焊的方法 ,用 Ni- Cr合金做钎料 ,适当控制钎焊温度、保温时间和冷却速度 ,实现了金刚石与钢基体间的牢固连接。利用扫描电镜 X射线能谱 ,结合金相及试样逐层的 X射线结构分析 ,剖析了Ni- Cr合金与金刚石和钢基体钎焊界面的微区组织结构 ;揭示了 Ni- Cr合金对金刚石和钢基体表面的浸润和钎焊机理。即在钎焊过程中 Ni- Cr合金中的 Cr元素分离出在金刚石界面形成富 Cr层并与金刚石表面的C元素反应生成 Cr3C2 和 Cr7C3,在钢基体结合界面上Ni- Cr合金和钢基体中的元素相互扩散形成冶金结合 ,这是实现合金层与金刚石和钢基体都有较高结合强度的主要因素。最后重负荷磨削实验表明金刚石为正常磨损 ,没有整颗金刚石脱落。     

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.     

金属密封环表面大气压等离子体枪沉积类金刚石薄膜耐磨性能

采用大气压介质阻挡放电等离子体枪,在低温下(350℃),以甲烷为单体,氩气为工作气体,在金属密封环表面制备一层附着牢固的类金刚石薄膜(DLC),以期改善其表面耐磨性能。利用激光拉曼(Raman)光谱分析所制备DLC薄膜的结构;利用原子力显微镜(AFM)分析其表面形貌;利用划痕仪测量其与基体的结合力;用扫描电子显微镜(SEM)观察其划痕形貌;并利用球-盘摩擦磨损实验仪考察其耐磨性能。结果表明:在本实验工艺条件下沉积的类金刚石薄膜厚度约为500nm,薄膜均匀且致密,表面粗糙度为Ra5～6nm,其与基体结合力达到49N;制备的DLC薄膜具有优良的减摩性,其摩擦因数为0.148,较基体20CrNiMo的摩擦因数0.65明显减小,且耐磨性能得到提高。     

在WC-TiC-Co硬质合金基体上制备金刚石薄膜的试验研究

通过采用Cu/Ti复合过渡层在WC TiC Co硬质合金基体上制备金刚石薄膜的试验 ,研究了沉积工艺对金刚石薄膜的质量、表面粗糙度及附着力的影响。研究结果表明 ,采用Cu/Ti复合过渡层有利于提高金刚石薄膜的附着力 ;适当降低沉积温度虽然会导致金刚石薄膜中非金刚石碳含量增加 ,但有利于增强膜层附着力。     

Ni-Cr合金真空感应钎焊单层金刚石砂轮的实验研究

利用真空感应钎焊方法 ,用Ni Cr合金片作钎料 ,实现了金刚石与钢基体间的牢固连接。利用扫描电镜和X射线能谱 ,结合X射线衍射结构分析 ,发现Ni Cr合金中的Cr原子与金刚石表面的碳原子反应生成稳定连续的CrC膜 ,在与钢基体结合界面上生成 (FexCry)C ,这是实现合金层与金刚石及钢基体之间都有较高结合强度的主要因素。最后通过磨削实验验证了金刚石确有较高把持强度。     

金刚石薄膜与 WC-Co 硬质合金的附着性研究

以甲烷和氢气为气源，用热丝ＣＶＤ法，在ＷＣ－６％Ｃｏ的硬质合金基体上沉积金刚石薄膜。研究了基体表面经抛光、腐蚀、脱碳及镀中间层等不同的预处理对金刚石薄膜与基体的附着性的影响。试验结果表明：基体表面经抛光、腐蚀再经脱碳或镀ＴｉＮ中间层，可改善和提高附着性，金刚石薄膜的形核率和沉积速率有所降低；基体表面只经抛光、腐蚀预处理，金刚石薄膜的形核率和沉积速率较高，结晶性好，但附着性较差；采用分段沉积，可以提高金刚石薄膜的附着性。     

金刚石涂层用硬质合金基体表面预处理新技术

研究了二步法浸蚀YG15硬质合金基体表面预处理的过程，并在浸蚀过的硬质合金基体上，用热丝法沉积了金刚石薄膜。结果表明，二步浸蚀法可在基体表面深度为6～12um的范围内，使Co含量从15%降低到0.85%～5.42%，并使硬质合金基体的表面粗糙度增加到Ra=1.0um，但会导致硬质合金基体表面的硬度从HRA85.5降低至HRA83.3；在该硬质合金基体沉积金刚石薄膜之后，发现样品的金刚石薄膜组织结构具有{110}和{111}面混合取向，金刚石涂层与硬质合金基体具有较高的粘结强度。     

基体表面织构化TiAlN涂层刀具的制备与应用的基础研究

正本文将涂层技术与微织构技术相结合,提出了基体表面织构化TiAlN涂层刀具的新概念。通过基体表面织构化,可改变基体表面微观结构,有效增加基体表面的比表面积,为涂层的涂覆提供良好的附着表面;另外,基体表面织构化能够改变刀-屑界面的接触特征,最终导致涂层刀具在切削过程中的摩擦状态发生显著改善。