CVD金刚石涂层硬质合金工具表面预处理新技术

研究了利用(KOH K3(Fe(CN)6) H2O和H2SO4 H2O2)两种溶液浸蚀硬质合金基体，分别选择性刻蚀WC和Co的表面预处理过程．在浸蚀过的硬质合金基体上，用强电流直流伸展电弧等离子体CVD法沉积金刚石薄膜涂层．结果表明，两步混合处理法不仅可以有效地去除硬质合金基体表面的钴，而且还显著粗化硬质合金基体表面，提高了金刚石薄膜的质量和涂层的附着力．     

渗硼预处理对硬质合金金刚石涂层刀具的影响研究

研究了渗硼预处理对硬质合金YG6刀具上金刚石涂层形核、生长和切削性能的影响.采用扫描电镜观察分析表面形貌,X-射线衍射进行物相分析,切削实验来考察刀具的切削性能.研究结果表明,渗硼预处理使硬质合金表面形成了CoB和Co2B,较好地抑制了Co对沉积金刚石的不利影响,金刚石涂层形核致密,硬质合金金刚石涂层刀具经渗硼预处理后在切削性能上略好于酸浸预处理的.     

CVD金刚石涂层附着性能研究

采用微波等离子体CVD（MPCVD）法在YG6硬质合金基体表面沉积金刚石涂层，在金刚石的形核和生长阶段分别采用不同的沉积条件，研究了分步沉积工艺对金刚石涂层形核，质量及其附着性能的影响，结果表明：采用分步优化的沉积工艺，可明显改善金刚石涂层与刀具基体之间的附着性能，这主要是由于基体表面形核密度的提高，增大了涂层与基体之间的实际接触面积。     

WC—Co硬质合金刀片热丝法金刚石薄膜涂层附着力

用热丝法研究了ＷＣ－６％Ｃｏ硬质合金刀片金刚石薄膜涂层附着力。结果表明：采用温度为８０℃,（ＨＣｌ：ＨＮＯ３：Ｈ２Ｏ）（体积比）为１∶１∶１溶液对硬质合金刀片表面去Ｃｏ１５ｍｉｎ后,经４０ｕｍ金刚石粉及１．５ｕｍ金刚石加２０ｕｍＴａＣ混合粉进行超声预处理,结果表明,沉积的金刚石薄膜与硬质合金刀片基底具有良好的附着力,而经４０ｕｍ金刚石粉处理的薄膜涂层组织与附着力要好一些。     

硬质合金工具金刚石涂层渗硼预处理

采用固体粉末渗硼工艺,研究了ＹＧ６硬质合金刀片表面渗硼预处理对金刚石涂层的着力的影响。研究结果表明：ＹＧ６硬质合金刀片通过粉末固体渗硼,表面生成具有较好高温稳定性的、以ＣｏＢ为主的渗民支,克服了金刚石沉积中基底表面的钴的不利影响,使得经渗硼处理的ＹＧ６刀片试样金刚石涂层附着力优于浸预处理试样。     

用相转移法在金刚石表面沉积二氧化钛薄膜

用相转移法在金刚石表面沉积二氧化钛，探讨了沉积工艺条件．覆层在高温和真空条件下被还原为单质金属钛，Ｘ射线衍射分析表明金刚石表面有钛和碳化钛生成．考察了金刚石复合体中金刚石与基体金属之间的结合状况，结果表明沉积了钛涂层的金刚石与胎体金属之间的粘结强度得到明显改善．     

热丝法批量制备金刚石涂层钻头参数仿真优化

基于有限容积法,研究了采用热丝化学气相沉积法常规工艺在批量化YG6硬质合金钻头工作表面制备金刚石涂层过程中基体表面的温度场分布状况,并通过测温对照试验验证了仿真方法及仿真结果的合理性和正确性.在传统的等间距热丝排布方式基础上系统研究了不同热丝参数(间距D、长度L、半径r、温度T和高度H)对基体温度场分布的影响,并进一步提出了不等间距的热丝排布形式以提高批量化基体表面温度场分布的均匀性,据此确定了用于批量制备金刚石涂层钻头的最优沉积参数.采用最优参数批量制备的金刚石涂层钻头具有较好的涂层质量和一致性,进一步验证了基于仿真的沉积参数优化方法的可靠性.     

基体梯度结构对TiN涂层硬质合金抗氧化性能的影响

采用阴极弧蒸发涂层工艺在均质和梯度硬质合金基体上沉积TiN涂层;运用金相观察、XRD检测和SEM分析,研究基体梯度结构对TiN涂层硬质合金抗氧化性能的影响,对涂层硬质合金氧化开裂过程进行分析。研究结果表明:基体结构梯度化后,TiN涂层的表面形貌由平整状变为网状结构;梯度基体表面韧性区的存在提高了TiN涂层硬质合金的抗氧化性能;在800℃氧化2 h后,2种涂层硬质合金边缘开裂,生成大量的氧化物;梯度基体涂层硬质合金开裂程度比均质基体涂层硬质合金的小。     

基体的梯度结构对涂层硬质合金性能的影响

通过控制烧结气氛制备了均质和梯度结构的硬质合金基体，并用化学气相沉积制成涂层硬质合金及切削刀片。采用光学显微镜和扫描电镜观察，通过显微硬度抗弯测试和切削试验对均质基体和梯度基体的涂层硬质合金的组织特征与性能进行对比研究。研究结果表明，梯度结构的硬质合金基体可以提高涂层硬质合金的抗弯强度；相对于均质基体的涂层硬质合金刀片，梯度基体的涂层硬质合金刀片在保持耐磨性能的同时能显著提高抗冲击性能。基体涂层合金的组织结构及断口特征显示，梯度基体表层韧性区可阻碍裂纹的扩展。     

CVD金刚石涂层刀具附着力的研究

以压痕法涂层破碎时的负荷来评估附着力，采用稀盐酸对衬底进行表面处理，在ＣＶＤ沉积过程中添加适量粘结促进剂以压抑金属钴的催化墨化作用，沉积合适的厚度，可在硬质合金衬底上得到高附着力的金刚石涂层刀具．用该刀具对含碳化硅颗粒的铝基复合材料进行切削试验，得到了满意的结果．     

Fabrication and Application of High Quality Diamond-coated Tools

Diamond-coated tools were fabricated using Co-cemented carbide inserts as substrates by the electronically aided hot filament chemical vapor deposition (EACVD). An amount of additive in an acid solution was used to promote the Co etching of the substrate surface. The surface of the WC-Co substrate was decarburized by microwave plasma with Ar-H 2 gas. Effect of the new substrate pretreatment on the adhesion of diamond films was investigated. A boron-doped solution was brushed on the tool surface to diffuse ...     

含Si金刚石涂层的工艺研究

利用微波等离子体辅助化学气相沉积的方法,以H2、CH4和D4(八甲基环四硅氧烷)为沉积先驱物,探索了一种在硬质合金基底上制备出含Si元素的金刚石涂层的新工艺. 试图利用这种新的方法,进一步提高金刚石涂层对硬质合金基底的附着力. 实验结果表明:当D4的流量相对CH4的流量较大时,得到球团状的胞状组织;只有当D4和CH4的流量相当的情况下,才能沉积出质量较好的金刚石涂层,同时又含有少量的Si使金刚石涂层的附着力较好.     

在硬质合金上复合镀镍—巴基管沉积金刚石

研究了用热丝法在碳化钨—钴硬质合金上电沉积巴基管—镍，金刚石镍复合层上沉积金刚石的工艺。实验结果证明在金刚石粉—镍复合层上沉积不出金刚石，而在巴基管—镍复合层上可以沉积出金刚石。用压痕法对膜与基底的粘结力进行了测试，并且与其它的工艺方法沉积的膜的粘结力进行了比较。     

直流辉光放电等离子体增强化学气相法制备金刚石及氮化碳薄膜

采用直流辉光放电等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术方法 ,在Si(100)衬底上制备了金刚石薄膜 ,并在此基础上合成了含有少量晶态颗粒的非晶氮化碳薄膜     

金刚石表面的金属化

用真空蒸镀法在金刚石镀覆Ｔｉ层，并经扩散处理使金刚石表面形成ＴｉＣ膜，实现了金刚石表面的金属化，Ｘ射线衍射分析证实了ＴｉＣ的存在，利用ＸＰＳ定量分析验证了在金刚石表面碳原子与钛镀层之间的反应模型，经表面金属化的金刚石烧结体的力学性能测试表明，金刚石与粉末合金界面上的结合得到增强。     

在铁基底上以Au/Cu为过渡层沉积金刚石膜

采用热丝法化学气相沉积以碳纳米管为形核剂在Ａｕ／Ｃｕ 镀膜为过渡层的铁基底上沉积金刚石膜,研究了以Ａｕ／Ｃｕ 作为过渡层的铁基底上沉积金刚石膜质量的影响因素。试验结果表明, Ａｕ／Ｃｕ 过渡层可以在铁基底上沉积出质量很好的金刚石膜,涂料、基底预处理以及沉积工艺对金刚石膜质量的改善具有明显的作用。     

单晶硅衬底上金刚石成核密度的研究

本文研究了用热灯丝化学气相沉积方法在单晶硅衬底上制备金刚石薄膜时其成核密度与制备条件的关系。结果表明,衬底表面状态、衬底温度、灯丝温度、灯丝与衬底表面间距离等对金刚石成核密度有明显的影响,且表面状态的影响最大。     

适合于研磨性硬地层的新型孕镶金刚石钻头优化设计试验研究

针对现有钻头在研磨性硬地层中普遍存在钻速低、寿命短的问题,研制了一种孕镶钻齿,通过室内试验优选胎体配方和金刚石参数,设计了一种新型孕镶金刚石钻头,并进行了现场应用。孕镶钻齿设计为圆柱形,以铸造碳化钨和碳化钨为胎体骨架材料,以浓度为25%、粒度为80目的天然金刚石颗粒为磨削元件,采用热压工艺烧结合成。新型孕镶金刚石钻头冠部形状设计为直线-圆弧-圆弧型双锥剖面,采用等间距高密度径向布齿,布齿间距为2 mm,采用横卧和竖立两种方式周向布齿。现场应用结果表明,新型孕镶金刚石钻头可提速79%左右,使用寿命是牙轮钻头寿命的2倍以上。