CVD金刚石薄膜涂层刀具切削性能研究

本文采用不同涂层工艺的ＣＶＤ金刚石薄膜刀具切削高硅铝合金,观测比较刀具的磨损过程、磨损与破损形貌及工件表面粗糙度,分析ＣＶＤ金刚石薄膜刀具切削主崖裂口合金的磨损机理和失效原因。研究结果可为涂层工艺的提供了理论依据。     

碳源浓度对CVD金刚石涂层质量的影响

在自制不锈钢钟罩式HFCVD设备上,以CH3COCH3和H2为气源,采用热丝CVD法在经过碱酸两步法预处理后的YG6硬质合金基体上制备了微米金刚石涂层;利用扫描电镜、Raman光谱仪、洛氏硬度计、维氏硬度计检测涂层的形貌结构、成分、附着性能和硬度,着重考察了碳源浓度对涂层质量的影响。结果表明过低碳源浓度造成涂层晶粒间存在缝隙,而过高的碳源浓度会使涂层晶粒细化,同时非金刚石相成分增加。以两步法工艺预处理基体,当碳源浓度为2%、沉积功率为4 kW、反应气压3 kPa、衬底温度为800℃、热丝基体距离为5 mm时,经4 h生长,可获得厚度为5.36μm、平均硬度HV为8 143.09、平均粒径1~2μm、纯度高、附着性能良好的微米金刚石涂层。     

金刚石薄膜涂层刀具及其切削性能的实验研究

用燃焰法进行了金刚石薄膜涂层刀具的沉积实验,研究了刀具基体材料对金刚石薄膜形成的影响,通过对ＳｉＣ颗粒增强铝复合材料的切削实验,研究了以金属Ｗ为基体的金刚石薄膜涂层刀具的切削性能。     

金刚石涂层刀具铣削氧化锆义齿性能研究

氧化锆陶瓷义齿不论从材料的切削加工性,还是从义齿的结构特点上,对刀具的切削性能及寿命都有极高的要求。本文先对立铣刀加工预烧结氧化锆义齿的特点进行分析,得出义齿在加工中的失效主要是由切削冲击、过切和欠切引起的,然后通过刀具的寿命试验和磨损试验对金刚石涂层刀具和TiAlN涂层刀具进行了寿命、磨损的对比分析。在试验分析的过程中通过超景深显微镜对后刀面磨损带宽度和铣削距离进行记录,通过扫描电镜等仪器分析了两种不同涂层材料刀具加工后的前、后刀面磨损形貌和刀具的磨损机理。最终得出在磨钝标准:VB为0.1 mm的情况下,金刚石涂层刀具的寿命约是TiAlN涂层刀具的6.5倍,在切削过程中发生的主要磨损为磨粒磨损、化学磨损和冲蚀磨损。     

不同基体材料金刚石薄膜涂层刀具附着强度的研究

研究了基体材料对金刚石薄膜涂层刀具附着强度的影响。应用燃焰法制备了基体材料不同的金刚石薄膜涂层刀具,并进行断续车削实验,根据金刚石薄膜剥落时的耐冲击次数和薄膜剥落面积大小对附着强度进行了评价。     

金刚石薄膜涂层刀具的研究进展与应用现状

CVD金刚石是采用化学气相沉积的方法制备出来的一种全晶质多晶纯金刚石材料,它可以呈膜状附着于刀（基）体表面,亦可以是脱离基体的纯金刚石厚片。CVD金刚石的物理性能和天然金刚石非常接近,化学性质则完全相同。本文重点对金刚石薄膜涂层刀具的研究进展、切削试验结果及应用前景进行简要的综述。     

CVD金刚石涂层刀具切削性能与磨损机理研究

针对普通刀具切削质量差、刀具耐用度低等问题,对CVD涂层刀具制备方法及切削性能进行研究。首先以硬质合金刀具为基体通过CVD方法制备金刚石涂层,分析涂层表面形貌。然后在不同条件下进行铝合金材料的干式切削试验,分析金刚石涂层对切削力、切削温度以及工件表面粗糙度的影响规律。最后,通过对刀具磨损机理的分析,讨论涂层对刀具使用寿命的影响。研究结果表明,所制备的涂层刀具能够降低切削力和切削温度,大大提高刀具的切削性能和工件的表面质量,并能有效提高刀具使用寿命。     

燃焰法沉积金刚石薄膜涂层刀具时的生长均匀性研究

在分析燃焰法民金刚石机理的基础上,研究了用燃焰法在刀具上沉积金刚石薄膜时的生长均匀性问题,提出了刀刃上金刚石的异常生长原因及抑制方法,获得了涂层均匀的金刚石薄膜涂层刀具。     

CVD金刚石薄膜涂层整体式刀具的制备与应用

化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)金刚石薄膜具有硬度高、摩擦系数低、耐磨性强以及表面化学性能稳定等优异的机械及摩擦学性能,这使其在硬质合金工模具领域具有广阔的应用前景.本文采用热丝化学气相沉积法(hot filament chemical vapor deposition,HFC...     

热丝CVD金刚石薄膜涂层工具的制备技术及应用研究

本文通过电子增强热丝CVD方法在硬质合金基体上沉积金刚石薄膜 ,对硬质合金基体进行酸洗、表面研磨处理后用气相沉积方法沉积约 1μm厚的金属W膜层 ,在形核初期采用逐渐升高的偏流以去除表面形成的非晶C膜 ,并增加金刚石的形核密度和增强W的扩散作用 ,形成多种W -C化合物以增强金刚石薄膜与硬质合金基体的结合力 ,通过这种工艺制备了与基体结合力良好的金刚石薄膜。采用两种途径制备金刚石薄膜涂层工具 ,其一为在YG6硬质合金圆片上沉积约 80 μm的金刚石薄膜 ,经激光切割成 6mm× 6mm的合金片 ,用砂轮抛光 ,焊接在钢制刀柄上 ,经刃磨后制作成木工工具刀头 ;另一是直接在YG6硬质合金钻头这种复杂形状工具上沉积约 10 μm厚的金刚石薄膜制成金刚石工具。对两种工具分别进行使用性能测试 ,木工工具用于加工Al2 O3 复合木地板 ,测试结果表明金刚石薄膜涂层木工工具与硬质合金工具相比 ,使用性能有明显提高 ,寿命提高一倍以上 ,但由于刀刃后角处无金刚石层保护 ,使用中出现明显的后角磨损 ,未能达到理想效果 ;金刚石涂层钻头用于加工硬质合金时在使用初期有明显效果 ,但由于磨损很快 ,使用寿命低 ,经观察分析 ,主要是由于金刚石膜晶粒粗大造成表面光洁度不高 ,使用中刀刃处的金刚石薄膜涂层易于出现应力集中     

CVD金刚石薄膜涂层刀具切削SiCp/Al的适应性及失效机理

用切削力实时测量，后刀面磨损量检测以及扫描电镜下检查刀面涂层等手段，研究了CVD金刚石薄膜涂层刀具对切削SiCp/Al复 适应性，并探索了金刚石薄膜刀具的磨损破及其影响因素，结果表明，金刚石薄膜脱落是这类刀具的主要失效形式，适当参数下沉积的金刚石薄膜涂层刀具对某些成分和组织结构的SiCp/Al精加工和半精加工具有较好的适应性。     

CVD金刚石厚膜刀具的研究进展与应用现状

金刚石厚膜片是采用化学气相沉积的方法制备出来的一种全晶质多晶纯金刚石材料,其物理性能和天然金刚石非常接近,而化学性质则完全相同。本文对CVD金刚石厚膜刀具的研究进展、制备方法、性能特点、切削试验结果及应用前景进行了简要的综述。     

非金刚石相碳成分对金刚石薄膜晶形的影响

应用Raman光谱和SEM方法研究了在用热丝CVD方法生长金刚石薄膜中,生长膜中非金刚石相碳成分对金刚石晶粒晶形的影响。还讨论了生长条件如碳源浓度、衬底温度等对生长膜中非金刚石相碳成分的影响     

Novel Pretreatment of Hard Metal Substrate for Better Performance of Diamond Coated Cutting Tools

A surface engineering approach for a novel pre-treatment of hard metal tool substrate for optimum adhesion of diamond coatings is presented. Firstly, an alkaline solution was used to etch the WC grains to generate a rough surface for better mechanical interlocking. Subsequently, surface Co was removed by etching in acid solution. Then the hard metal substrate was boronized to form a compound interlayer which acted as an efficient diffusion barrier to prevent the outward diffusion of Co. Novel nano-microcrystalline composite diamond film coatings with a very smooth surface was deposited on the surface engineering pre-treated hard metal surface. Promising results of measurement in adhesion strength as well as field cutting tests have been obtained.     

高取向低粗糙度金刚石薄膜生长的研究

目的研究热丝化学气相沉积(HFCVD)工艺对金刚石薄膜生长的影响,确定影响金刚石薄膜生长的因素。方法采用热丝CVD法,以丙酮为碳源,在不同晶面的Si衬底上沉积金刚石薄膜,通过金相显微镜、X射线衍射仪分析薄膜生长特性。结果不同沉积温度下生长的金刚石薄膜表面形貌差异很大。在高、低碳源浓度下分别获得了(400)和(111)晶面取向的金刚石薄膜。采用分步沉积法,改善了成膜的效率。结论气源浓度和生长温度是影响金刚石薄膜生长的重要因素,分步沉积法对于金刚石薄膜的生长有较大影响。     

甲烷浓度对金刚石薄膜织构的影响

采用热丝化学气相沉积法,以甲烷和氢气为反应气体,在硬质合金YG6基体上沉积了金刚石薄膜。研究了不同的甲烷浓度对金刚石织构变化趋势的影响。分别采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对金刚石膜的表面形貌、织构形成进行了分析。结果表明:当基体温度为760℃,沉积气压为4×103Pa,甲烷浓度从1%到5%,都形成了(110)织构。但是,当甲烷浓度为3.3%时,有(100)织构。     

低温等离子复合技术川Ⅱ号包衣金刚石性能及应用

本文简介了低温等离子复合技术,采用该技术可以在单晶金刚石颗粒表面获得强力结合的多层金属层、合金层及陶瓷涂层。该技术还可使金刚石表面涂层与金刚石之间形成强键结构过渡层。多层结构的包衣金刚石具有许多优点：提高了单颗粒金刚石抗压强度、高温条件下的抗氧化能力以及提高包衣金刚石与胎体材料之间的冶金结合能力等等。最后介绍了我们用低温等离子复合技术制备的川Ⅱ号包衣金刚石锯片刀关的使用效果。