通?,F(xiàn)代的刀具,滑動(dòng)軸承,,拉伸模具和各種耐磨部件通常由硬質(zhì)合金制備,。隨著加工強(qiáng)度的不斷增大,硬質(zhì)合金工具也隨之暴露出在應(yīng)用中耐磨性和強(qiáng)韌性不能兼顧的軟肋,。為滿足現(xiàn)代機(jī)械加工高效率,、高精度、高可靠性的要求,,有必要進(jìn)一步改善刀具材料綜合切削能力,。
化學(xué)氣相沉積(CVD)法是在高溫條件下使氣態(tài)原料(如甲烷和氫氣)分解,生成碳原子或甲基原子團(tuán)等活性粒子,,并在一定工藝條件下,,在襯底表面上沉積金剛石膜的方法。CVD涂層是對(duì)應(yīng)地以晶體或納米晶體的形式進(jìn)行沉積。金剛石多層膜也采取同樣的沉積方式,。原則上,,金剛石涂層也適用于有色金屬材料的加工。CVD涂層是主要應(yīng)用于由硬質(zhì)合金制成的桿刀和可轉(zhuǎn)位刀片,,亦應(yīng)用于各類高抗力拉拔模具表面等,。金剛石是自然界中**硬的物質(zhì),耐磨性小,,導(dǎo)熱性高及優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性等特殊性能使其成為磨料和切削工具理想的材料,。但是,單獨(dú)使用金剛石很脆,,無(wú)法進(jìn)行高強(qiáng)度的加工,,且單晶金剛石刀具因成本高和抗沖擊性差的軟肋導(dǎo)致其應(yīng)用領(lǐng)域受到限制。而與之性能相似,,但價(jià)格低廉的金剛石薄膜卻有著更大的發(fā)展空間,。在選擇刀具進(jìn)行加工時(shí),通常希望刀具既有高的硬度以**其好的耐磨性,,又有高的韌性來(lái)防止刀具的碎裂,,而硬質(zhì)合金與CVD金剛石薄膜的的結(jié)合恰能滿足這一要求,這使得CVD涂層刀具既表現(xiàn)出金剛石高的硬度和耐磨性,,也表現(xiàn)出硬質(zhì)合金本身良好的抗沖擊性和強(qiáng)韌性,,以及低的制造成本使其在機(jī)械加工領(lǐng)域有極大的應(yīng)用市場(chǎng)。
數(shù)據(jù)表明,,金剛石涂層可使硬質(zhì)合金工具的使用性能大為提高,,比如對(duì)有色金屬及其合金、復(fù)合材料,、陶瓷材料等進(jìn)行加工,,其使用壽命可提高數(shù)十倍。利用CVD的方法,,所制備的金剛石膜含雜質(zhì)較少,,生長(zhǎng)容易控制,特別是對(duì)幾何形狀比較復(fù)雜的基底材料,,能夠較好的進(jìn)行沉積,。
CVD涂層刀具將廣泛應(yīng)用到超精密的加工領(lǐng)域,比如是汽車,、航空航天,、集成電路板卡等。
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