硬质合金基体上CVD金刚石涂层工艺的研究

摘要

金刚石涂层刀具因其优异的性能 (高硬度、高耐磨性、刀具形状随意 ,较低成本 )而具有广阔的应用前景 ,在某些方面是硬质合金刀具 ,PCD刀具的理想替代品 ,但涂层与基体之间的附着力达不到要求 ,这是制约其批量进入市场的主要因素。本文着重讨论不同工艺条件对涂层附着力的影响 ,并以实际切削试验来考察涂层刀头的附着情况 ,基本找到了达到较好附着的工艺条件。市场上销售的YG6 (不含钽和镍 )硬质合金 ,经过表面的研磨 ,硝酸、盐酸 ( 1 :1 )混合溶液表面去钴之后 ,用热丝法在表面沉积金刚石。基体温度大约 80 0～ 90 0℃ ,灯丝温度 2 0 0 0～ 2 2 0 0℃ ,气压 3990Pa ,甲烷浓度 1～ 5 %。膜的厚度控制在 2 0 μm左右 ,膜的生长速度大约为 2～ 7μm/h之间。通过研究我们发现 :选择合适的基体 ,适当的化学处理方法 ,精心调整的生长沉积条件 ,这都是提高金刚石涂层附着力的关键因素。实验证明 ,在我们的工艺条件下沉积出来的金刚石涂层刀头的性能是可以满足工业加工的要求的。