等离子体硼氮共渗预处理对硬质合金刀具表面金刚石涂层结合强度的影响

稀有金属, 2016, 40(5): 460-466. doi: 10.13373/j.cnki.cjrm.2016.05.009

等离子体硼氮共渗预处理对硬质合金刀具表面金刚石涂层结合强度的影响

刘兴龙 ^1, , 王兵 ^2, , 熊鹰 ^3, , 许立 ^4, , 韩汶洪 ^5, , 袁稳 ^6,

1.西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳,621010

2.西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳,621010

3.西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳,621010

4.西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳,621010

5.西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳,621010

6.西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳,621010

基金项目: 国家自然科学基金委员会与中国工程物理研究院联合基金项目(U1330127),国家自然科学基金青年科学基金项目(11205127)资助

关键词： MPCVD , 等离子体硼氮共渗预处理法 , 纳米金刚石膜 , 硬质合金

Adhesion Between Diamond Film and Cemented Carbide Affected by Plasma Boronitriding Pretreatment

Keywords： MPCVD , plasma boronitriding pretreatment , nano-crystalline diamond coating , cemented carbide

在硬质合金刀具表面沉积金刚石涂层是提高其切削寿命和切削性能的有效途径,然而在金刚石涂层沉积过程中由于刀具基材中钴催化石墨生长会导致涂层-基体之间结合力差,涂层刀具性能变坏.采用两种等离子体预处理方法(等离子体硼氮共渗预处理、等离子体渗硼预处理)和传统MC试剂预处理方法抑制钴的有害作用,分别从钴的钝化效果、金刚石涂层结构分析、膜-基结合强度分析3个方面进行对比研究.结果表明:等离子体硼氮共渗预处理法在700℃反应温度下渗硼摩尔分数为77.24％,实现了低温高渗硼量,且工艺简单,得到对钴原子的最佳钝化效果,同时通过这种处理的硬质合金刀具表面可制备出光滑、结合力强的纳米金刚石涂层,等离子体硼氮共渗预处理是改善金刚石涂层硬质合金刀具性能的有效手段.

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