類金(jin)剛石(shi)膜(mo)超硬材料涂層 金(jin)剛石(shi)膜(mo)簡介(jie)

CVD、PVD等技術的(de)(de)出現，是切削(xue)工具領(ling)域中的(de)(de)一次重大(da)的(de)(de)革命。它(ta)的(de)(de)出現立即引起(qi)了機械制造領(ling)域的(de)(de)巨大(da)反響(xiang)，理想的(de)(de)切削(xue)工具應當是既有(you)硬的(de)(de)表(biao)面，又有(you)高的(de)(de)韌性，涂層技術便達到(dao)了這個目(mu)標。最早的(de)(de)涂層材料都是陶(tao)瓷性質的(de)(de)物質，如TiN、TiC、Al2O3等，近(jin)年來，涂層(ceng)技術(shu)(shu)又有(you)了(le)很大的發(fa)展(zhan)(zhan)。超硬材料涂層(ceng)正在(zai)得(de)到全面應用，許多產品相繼出現(xian)在(zai)市場上，但(dan)國(guo)內尚處(chu)在(zai)實驗(yan)階(jie)段(duan)，預(yu)計也會很快突破，超硬材料涂層(ceng)的發(fa)展(zhan)(zhan)，使整個現(xian)有(you)的切削工具的性能都明顯得(de)到了(le)提(ti)高，面對當(dang)前(qian)大量涌現(xian)的難加(jia)工材料，這些新發(fa)展(zhan)(zhan)的涂層(ceng)技術(shu)(shu)將(jiang)有(you)巨大的適應能力，前(qian)景相當(dang)喜(xi)人。

超硬材料涂層的種類共有三大類，即類金剛石、金剛石和CBN。這(zhe)些涂層(ceng)材料均為(wei)純金剛石或純CBN,所以硬度與(yu)沉積的材料是相同的，和PCD與PCBN相(xiang)比(bi)，因不含結合劑(ji)，所以硬度、耐(nai)磨性等(deng)均有(you)較(jiao)大的(de)提高。

金剛石涂層和CBN涂層的性(xing)能(neng)與原材料是相同(tong)的，只是薄膜而(er)已，使(shi)用時與陶瓷涂層類同(tong)。

金剛石膜簡介

這里著重介紹類(lei)金剛石(shi)膜。

類金剛石碳(Diamond-LikeCarbon,簡(jian)稱DLC)膜具有與金剛石膜相似的優(you)異性能，其抗摩擦磨(mo)損性能良好(hao)，且DLC膜制備(bei)工藝日趨成(cheng)熟，可以在很低(di)的沉積溫度(du)下獲得(de)大面(mian)積且表面(mian)粗(cu)糙(cao)度(du)小(xiao)的DLC膜，而金剛石薄膜則(ze)要求較高的沉積溫度(約(yue)800℃～1000℃)，因此(ci)(ci)，許多基體材料受到限制(zhi)，如高速鋼(gang)，而(er)且在大面(mian)積上沉積均勻也比較困(kun)難，表面(mian)也粗(cu)糙。因此(ci)(ci)，DLC膜在許多場合更易獲得應用，如可作磁盤的保護膜。

在涂層切削工具的使用方面，和陶瓷涂層的一樣，涂層基體也必須作很好的處理。一般基體的硬質合金為YG8,其預(yu)處理工藝首先用W1金剛石(shi)微(wei)粉(fen)拋光(guang)，再進(jin)行(xing)表(biao)面脫鈷15min,脫(tuo)鈷液為1:3硝(xiao)酸水溶液，然后在丙酮中超(chao)聲(sheng)波清洗10min。基體在涂(tu)復之(zhi)前，清洗的工作(zuo)極為重要。如果是切(qie)削工具，在刃磨(mo)中必須保證(zheng)不能退火。

由于超硬材料涂(tu)復的技(ji)(ji)術歷史尚短(duan)，還(huan)處在發展(zhan)之中(zhong)。相信它也會(hui)和陶(tao)瓷涂(tu)層技(ji)(ji)術一樣，會(hui)更加完善。

厚膜金剛石

金剛石薄膜的合成技術和應用研究在全球范圍發展極為迅速，形成了“金剛石薄膜熱”。在這十多年內，氣相合成的方法發展到二十多種，一般沉積的速度每小時只1～2μm,如何加快沉(chen)積速(su)度(du)一直是人們(men)研究的課題(ti)。在近期(qi)沉(chen)積速(su)度(du)發展到(dao)了100μm/h以上，最高達(da)到930μm/h。我(wo)們稱之(zhi)為(wei)厚膜金(jin)剛(gang)石。我(wo)國東方天地金(jin)剛(gang)石研究(jiu)所成功地掌(zhang)握(wo)了(le)這門技術，最(zui)大的沉積(ji)厚度達到了(le)2.3mm。現在已商品化(hua)，進(jin)入了(le)國際先進(jin)行列(lie)。

厚膜金剛石不同于PCD之處是(shi)沒有結(jie)合劑，是(shi)純(chun)金剛石，所以它的硬度高得多，與(yu)天然金剛石不(bu)同，它具有各向同性，成本低(di)，因此在許多方面將取代PCD。用(yong)作(zuo)拔(ba)絲模將是均(jun)勻磨(mo)損，因此拔(ba)絲的線(xian)材質量明顯優于天(tian)然(ran)金剛石(shi)模具。如果(guo)沉積質量進一(yi)步提高(gao)，在超(chao)精密加(jia)工中(zhong)也(ye)有取代天(tian)然(ran)金剛石(shi)的可(ke)能，因此頗受超(chao)精密領(ling)域的重(zhong)視。