掺硼金刚石薄膜涂层刀具的制备及试验研究

采用偏压增强热丝化学气相沉积法,以硼酸三甲酯为掺杂源,以WC-Co硬质合金刀具为衬底,制备了不同掺硼浓度的金刚石薄膜涂层刀具.通过采用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱及压痕测试对涂层刀具的表面形貌、薄膜质量和膜-基附着力进行了研究,分析了硼元素对薄膜质量和刀具性能的影响.研究结果表明:硼掺杂可以有效抑制刀具表层钴的扩散,改变金刚石薄膜的成分;掺硼金刚石薄膜的晶粒取向主要是{111},随着掺硼浓度的增加,金刚石薄膜的晶粒变小,平均晶粒尺寸从10 μm下降到2 μm;金刚石薄膜的拉曼光谱中心声子线随着掺硼浓度的增加向低频方向漂移,强度降低,且出现多晶石墨峰;涂层的膜-基附着力在硼碳摩尔比B/C=3×10-3时最佳.通过对碳化硅颗粒增强铝基复合材料的切削加工试验表明,在适当的掺硼浓度下金刚石薄膜涂层刀具的切削性能得到了显著改善.     

超细晶粒金刚石涂层钻头的制备与实验

以钻头为例，根据其复杂形状衬底的特点，研究了一种新的化学预处理方法，并在传统化学气相沉积(CVD)工艺的基础上发展了一种新的CVD分阶段沉积法．实验以氢气和丙酮为原料，采用电子增强热丝CVD法在复杂形状硬质合金(WC-Co)钻头最外表面复合涂覆一层超细晶粒金刚石薄膜，并对碳化硅颗粒增强铝基复合材料进行了钻削实验．结果表明，所制备的超细晶粒金刚石涂层薄膜表面光滑，晶粒尺寸细小，涂层质量良好．提高和改善了涂层刀具的耐用度和切削性能．     

熔盐中用电解方法沉积碳薄膜

开发了一种新的、从熔盐中获得活性碳原子以制备碳薄膜的电解沉积方法,并在镍衬底上合成了碳薄膜．发现了碳酸盐离子的浓度是获得碳薄膜的一个重要因素,采用脉冲电解和适当减少碳酸盐离子浓度有利于获得活性碳原子、加速沉积涂层和提高涂层质量．在不同的衬底上的试验结果显示,适当的试验条件下碳膜能够在镍、铜、铁和钛衬底上用电解沉积方法获得．     

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.     

Cu衬底上ZnO纳米结构及其光催化性能分析

采用两步电化学沉积法在Cu衬底上沉积得到ZnO纳米结构薄膜。用X-射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对其结构及形貌进行表征,发现先在Cu衬底上沉积一层Zn致密膜,更有利于在其表面上得到附着力强、形貌较好的ZnO纳米结构膜。系统考察了沉积温度和沉积时间等工艺参数对ZnO纳米结构的影响。结果表明,沉积温度和沉积时间对晶体结构和形貌有显著影响,通过对工艺进行适宜控制可以得到结晶性良好的六方纤锌矿型ZnO纳米结构膜。以罗丹明B为目标有机污染物,分析了ZnO膜的光催化性能,表明所制备的ZnO膜可以作为光催化剂,其光催化效率可达到72.4%。     

刀具涂层技术的现状与发展趋势

由于刀具涂层技术可大幅度地提高切削刀具的综合性能,在理论上能有效地改善刀具的高温性能,使涂层刀具应用于高速、干式切削加工成为可能。本文介绍了化学气相沉积,物理气相沉积等表面涂层技术在切削刀具中的应用现状与发展趋势。     

CBN刀具加工合金涂层细长轴试验研究

通过对合金涂层的机加工性能分析,并采用ＣＢＮ（立方氮化硼）刀具对合金涂层细长轴进行切削实验,得出使用ＣＢＮ刀具以车代磨的条件及优越性．研究了刀具磨损及其寿命,给出了ＣＢＮ刀具以车代磨的适用范围．     

电子束蒸发制备碳化硼球面涂层的表面氧化研究

利用电子束蒸发技术沉积制备了碳化硼微球涂层,将微球涂层依次经退火和稀硫酸腐蚀处理后得到碳化硼空心微球,并借助XRD和SEM对碳化硼微球涂层的表面氧化问题进行了研究.XRD结果显示当衬底温度在120℃附近时,碳化硼涂层部分被晶化;对退火前后和酸腐蚀后的微球涂层进行SEM分析,结果表明,退火前的涂层表面部分被氧化成B2O3,退火后B2O3覆盖在涂层表面,酸腐蚀可以去掉B2O3,得到表面光洁的碳化硼空心微球.     

镁合金表面的锌系磷化及阴极电泳

采用在磷化液中添加Ce（NO3）3及腐蚀抑制剂的方法,在镁合金表面制备了均匀致密的锌系磷化膜,在磷化膜上进行阴极电泳处理制备的涂层具有良好的附着力和耐蚀性．在磷化液中加入稀土添加剂可使锌系磷化膜致密无裂纹,磷化膜在阴极电泳和烘烤固化过程中的失重率较低．当磷化液中Ce（NO3）3的质量浓度为1．5g／L时,磷化膜的组织最致密,电泳漆膜的附着力和耐蚀性也最好．在镁合金的锌系磷化膜上沉积20μm阴极电泳涂层,耐盐雾腐蚀时间可达720h以上,沉积35μm阴极电泳涂层时,耐盐雾腐蚀时间可达1000h以上．试验结果表明,“稀土锌系磷化＋低温阴极电泳”工艺适合于镁舍金的表面防腐处理。     

高速铣削TC6钛合金的刀具磨损机理

通过物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（ CVD）涂层硬质合金刀具对α+β相钛合金TC6进行高速铣削加工,研究了PVD与CVD刀具在铣削TC6钛合金过程中的刀具磨损形态和磨损机理.结果表明：在相同的切削条件下,PVD涂层刀具后刀面磨损量更小,刀具寿命更长,更适合TC6钛合金的加工.其前刀面主要发生黏结磨损和氧化磨损,后刀面则为边界磨损,由于前刀面黏结磨损和后刀面边界磨损对切削刃的弱化作用,使得主切削刃发生了微崩刃.CVD涂层刀具寿命较短,其前刀面主要发生初期微崩刃和随之而来的月牙洼磨损以及黏结磨损;后刀面则为磨粒磨损,失效形式为涂层剥落.     

钢基底上预镀中间层沉积金刚石膜

利用表面预镀中间层在４５号钢上化学气相沉积（ＣＶＤ）得到了金刚石膜。钢基底表面金刚石涂层具有许多潜在应用价值，但直接在钢上沉积生长金刚石面临长的形核期，铁原子的触媒作用和热膨胀不匹配等严重问题。文中采用钢基底表面预镀中间层的方法，阻止碳向基底中扩散，增强膜基结合和抑制ＳＰ２杂化碳的沉积。分别研究了直接在钢基底上、表面预镀铜膜和表面预镀硅膜钢基底上热丝法沉积金刚石膜的工艺特点。通过ＳＥＭ、Ｒａｍａｎ谱和划痕法检验表明，钢基底表面预镀硅膜作为中间层，是一种在钢上沉积金刚石膜的有效方法。     

金刚石涂层刀具干切削硅铝合金性能研究

由于金刚石薄膜涂层具有与天然金刚石相同的高硬度、低摩擦系数、高耐磨和高导热优异性能,因此适用于车削和现代高速干式切削加工,尤其高速切削硅铝合金可提高生产率。文章通过用金刚石薄膜涂层刀具对硅铝合金进行干式切削,探讨其切削性能。试验结果表明,金刚石薄膜涂层刀具磨损是由薄膜显微断裂而逐渐脱落的过程,进给量是影响工件表面粗糙度的主要因素。     

CVD金刚石涂层刀具在石墨加工中的应用

CVD金刚石涂层是一种新型材料,相比于硬质合金具有更高的切削性能,适用于有色金属和非金属材料的切削加工.本文利用CVD金刚石涂层刀具和硬质合金刀具对石墨进行切削试验,将两种刀具寿命作比较,结果表明：CVD涂层刀具有高硬度、低摩擦系数、高耐磨和高导热的优异性能,与未涂层刀具相比,大幅提高了刀具的耐用度.     

沉积温度对BC2N薄膜的生长和附着性的影响

应用热丝辅助射频等离子体化学气相沉积法在硅、金刚石衬底上合成了BC2N薄膜,X－射线衍射、红外谱分析表明较高的温度有利于BC2N化合物的成核和生长。高温制备的薄膜的化学组分主要为BC2N,B,C和N原子间互相结合成键,但与硅衬底的附着力很差。选择热膨胀系数与硅接近的金刚石作为过渡层沉积BC2N多层膜,逐层提高生长温度,不仅提高生长温度,不仅提高了薄膜中BC2N的含量,而且提高了薄膜与衬底的粘 附力。     

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．     

表面光滑的金刚石薄膜的合成

以[CH4+H2]为反应气体,利用EACVD的方法在Si(100)衬底合成了表面光滑的超薄金刚石薄膜.利用扫描电子显微镜(SEM)、显微喇曼光谱、X射线衍射等手段对合成的金刚石薄膜的成分与结构进行了分析.实验得到了生长表面光滑、厚度均匀的超薄金刚石薄膜的最佳条件.     

Thermal residual stress analysis of coated diamond grits

Residual stresses of coated diamond grits were analyzed by a finite element unit cell model. Diamond grits coated with four types of metals, W, Mo, Ti, and Cr, were considered. The numerical results show that compressive stress occurs in the diamond particles and tensile stress occurs in the metal matrix; compressive stress is concentrated in the diamond sharp comer; interface stresses decrease by more than 1000 MPa with a metal interlayer; plastic deformation of the matrix begins near the sharp corner of diamond grits and extends toward the peripheral zone. Stress concentration dramatically decreases due to plastic deformation of the matrix. The deposition of transition metals on a diamond surface can dramatically promote the adhesion between diamond grits and the metal bond.     

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。     

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 ...     

Studies on Wear and corrosion resistances of carbon nitride thin films on Ti alloy

0　IntroductionArtificialarthrosiseshavebeenwidelyusedintheoperatorsclinicalsurgeriesforthepatientswhosearthrosiseswerese riouslyseverelydamaged.Butmostofartificialarthrosisescanon lybeusedforabouttenyearslongduetotheseriousabrasion .Forthisreason ,theimprovementofthelongevityofartificialarthrosisbecomesanimportantsubjectofstudy .TheartificialarthrosisesbeingmadeupofTialloyTC4(Ti 6Al 4V)andthepolythenewithultrahighmolecularweighthavegreatpotentialitiesonim provinglongevitybecauseTC4canreac…