類(lei)金(jin)剛(gang)石膜超(chao)硬材料涂層 金(jin)剛(gang)石膜簡介(jie)

CVD、PVD等技術(shu)的(de)出(chu)(chu)現(xian)，是(shi)(shi)切削(xue)工具領(ling)域中的(de)一次重大(da)的(de)革命。它的(de)出(chu)(chu)現(xian)立即(ji)引起了(le)機械制(zhi)造領(ling)域的(de)巨(ju)大(da)反響，理想的(de)切削(xue)工具應當(dang)是(shi)(shi)既有(you)硬的(de)表面，又有(you)高的(de)韌性，涂層技術(shu)便達到(dao)了(le)這個目標。最早的(de)涂層材料都(dou)是(shi)(shi)陶瓷性質的(de)物質，如TiN、TiC、Al2O3等，近年來，涂(tu)層(ceng)技術又有(you)了(le)很大(da)的(de)(de)發(fa)展。超(chao)硬材(cai)料(liao)涂(tu)層(ceng)正(zheng)在得到(dao)全面應用，許多(duo)產品相(xiang)繼出現(xian)在市(shi)場上，但國內(nei)尚處在實驗階段(duan)，預計也會很快突破，超(chao)硬材(cai)料(liao)涂(tu)層(ceng)的(de)(de)發(fa)展，使整個現(xian)有(you)的(de)(de)切削工(gong)具的(de)(de)性能(neng)(neng)都(dou)明顯得到(dao)了(le)提高，面對當前大(da)量涌現(xian)的(de)(de)難(nan)加工(gong)材(cai)料(liao)，這(zhe)些(xie)新發(fa)展的(de)(de)涂(tu)層(ceng)技術將有(you)巨(ju)大(da)的(de)(de)適應能(neng)(neng)力，前景相(xiang)當喜人。

超硬材料涂層的種類共有三大類，即類金剛石、金剛石和CBN。這些涂層(ceng)材料均(jun)為純金剛石或純CBN,所以(yi)硬度(du)與沉積的材料是相同的，和PCD與(yu)PCBN相(xiang)比，因不(bu)含結合劑，所以硬(ying)度(du)、耐磨性等(deng)均有較大的提(ti)高。

金剛石涂層和CBN涂(tu)層的(de)性能與原材(cai)料是相同的(de)，只(zhi)是薄膜(mo)而已，使用(yong)時與陶瓷涂(tu)層類同。

金剛石膜簡介

這里著(zhu)重介紹類金剛石膜。

類金剛石碳(Diamond-LikeCarbon,簡稱DLC)膜具有與(yu)金剛石膜相(xiang)似的優異(yi)性能(neng)，其抗摩擦磨損性能(neng)良好，且(qie)DLC膜制備工(gong)藝日趨成熟，可以(yi)在很低的沉(chen)積溫度下獲得大(da)面(mian)(mian)積且(qie)表面(mian)(mian)粗(cu)糙度小的DLC膜(mo)，而(er)金剛(gang)石薄膜(mo)則要求較高的沉積溫度(du)(約800℃～1000℃)，因此，許(xu)多基體材料受到限制，如高(gao)速鋼，而且在大(da)面積上沉積均(jun)勻(yun)也比較困難，表(biao)面也粗糙。因此，DLC膜在許(xu)多場合更易獲得應(ying)用，如可作磁(ci)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(qi)預處理工藝首先(xian)用(yong)W1金剛石微粉(fen)拋光，再進行表面脫鈷15min,脫鈷液為1:3硝(xiao)酸水溶(rong)液，然后在丙酮中超聲波清洗10min。基體在涂復之前，清洗的工作(zuo)極為重(zhong)要(yao)。如果是切削(xue)工具，在刃磨中必須保(bao)證(zheng)不能退火。

由于超硬材料涂復的技術歷史尚短，還(huan)處在發展(zhan)之中。相(xiang)信(xin)它(ta)也會(hui)和(he)陶瓷涂層技術一樣，會(hui)更加(jia)完善(shan)。

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(ji)速度一直是人們研究的課題。在(zai)近期沉(chen)積(ji)速度發展到了100μm/h以上，最高達(da)到930μm/h。我們稱之為(wei)厚膜金剛(gang)石。我國東(dong)方天地金剛(gang)石研究所(suo)成功(gong)地掌握了這(zhe)門技術(shu)，最(zui)大(da)的沉積厚度(du)達到了2.3mm。現(xian)在已商品化，進入(ru)了國(guo)際先進行列。

厚膜金剛石不同于PCD之處是沒(mei)有結合劑，是純金(jin)剛石(shi)，所(suo)以它的硬度高(gao)得(de)多，與天然金(jin)剛石(shi)不同，它具有各向同性，成本低，因此在許多方面將(jiang)取代PCD。用(yong)作拔絲模將是均勻磨損，因此(ci)(ci)拔絲的線材質(zhi)(zhi)量(liang)明顯優于天然(ran)(ran)金(jin)剛(gang)石(shi)模具。如果(guo)沉積質(zhi)(zhi)量(liang)進(jin)一步提高，在(zai)超(chao)精(jing)密加工中也(ye)有取(qu)代(dai)天然(ran)(ran)金(jin)剛(gang)石(shi)的可能(neng)，因此(ci)(ci)頗受超(chao)精(jing)密領(ling)域的重視。