【摘要】：硬質(zhì)合金金剛石涂層刀具因其優(yōu)異的性能有著廣泛的應(yīng)用前景,而硬質(zhì)合金中的黏結(jié)相Co的存在成為限制了其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的最大因素,傳統(tǒng)酸堿兩步法因簡(jiǎn)單高效、經(jīng)濟(jì)低廉的消除Co工藝成為主要的實(shí)用手段。以酸堿兩步法預(yù)處理硬質(zhì)合金為核心研究?jī)?nèi)容,對(duì)酸堿兩步法處理硬質(zhì)合金進(jìn)行系統(tǒng)、全面的研究,再結(jié)合CVD金剛石在硬質(zhì)合金表面沉積過(guò)程中Co對(duì)于膜/基附著力影響的機(jī)理進(jìn)行探究,最后在最佳酸堿兩步法工藝基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出新型的硬質(zhì)合金表面沉積CVD金剛石涂層的預(yù)處理方法,填補(bǔ)了這一研究領(lǐng)域的空白的同時(shí)對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐有著重要的指導(dǎo)意義。本文的主要研究工作和成果如下:1.研究了酸堿兩步法處理對(duì)硬質(zhì)合金表面影響的基本規(guī)律,結(jié)果表明,反應(yīng)溫度為35℃時(shí),堿處理對(duì)粗化硬質(zhì)合金表面存在最佳時(shí)間,約為20-30min,能使硬質(zhì)合金表面粗糙度增加約30倍。酸處理在去除表面Co的同時(shí)能很快降低硬質(zhì)合金表面粗糙度至100nm左右,15s左右不再影響粗糙度,20-30s左右不再影響表面去Co深度。處理溫度越高所能達(dá)到的表面去Co深度越深。去離子水超聲清洗在酸堿兩步法工藝中是不可缺失的一步,省掉會(huì)導(dǎo)致硬質(zhì)合金表面引入CoSO_4等雜質(zhì)。2.研究了硬質(zhì)合金表面不同的去Co深度和Co對(duì)膜/基附著力的影響機(jī)理。結(jié)果表明,去Co深度應(yīng)當(dāng)適中,在本研究中,結(jié)合CVD金剛石沉積條件,適宜的去Co深度為6μm。CVD金剛石的沉積時(shí),在形核階段Co與C的相互作用主要體現(xiàn)為Co表面包覆一層1-2nm的非晶C。3.研究了傳統(tǒng)酸堿兩步法/納米金剛石粉植晶/乙醇超聲的新型預(yù)處理方法對(duì)改善硬質(zhì)合金金剛石涂層刀具性能的影響。結(jié)果表明,不經(jīng)乙醇超聲分散的植晶處理會(huì)在硬質(zhì)合金表面金剛石的沉積過(guò)程中產(chǎn)生“生長(zhǎng)瘤”,并影響刀具的加工性能,在乙醇超聲分散的作用下能有效避免這一問(wèn)題。新型預(yù)處理方法相比于傳統(tǒng)兩步法有效的提升了復(fù)雜形狀刀具的性能。相比于傳統(tǒng)兩步法處理的硬質(zhì)合金金剛石涂層刀具加工性能提升了3倍多。
【圖文】：

堿試劑和酸試劑的配比與處理時(shí)間，而忽略處理的溫度以及 WC-Co 的含 Co 量，，因此造成直接簡(jiǎn)單的復(fù)制他人使用的處理?xiàng)l件，得不到他人的處理效果，因此，系統(tǒng)的、全面的對(duì)酸堿兩步法處理 WC-Co 類硬質(zhì)合金進(jìn)行研究是非常有必要的，一方面填補(bǔ)這方面的空缺，更重要的是科學(xué)嚴(yán)密的處理?xiàng)l件無(wú)疑是酸堿兩步法預(yù)處理硬質(zhì)合金并有效的沉積高質(zhì)量的金剛石的重要標(biāo)準(zhǔn)。本章將對(duì)酸堿兩步法中第一步堿處理對(duì)硬質(zhì)合金的表面狀態(tài)的影響、酸堿兩步綜合起來(lái)對(duì)硬質(zhì)合金表面狀態(tài)的影響規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)的研究。圖 2.1 是酸堿兩步法處理硬質(zhì)合金的流程示意圖。在化學(xué)反應(yīng)中，溫度一直是一個(gè)重要的影響因素，因此我們將反應(yīng)溫度作為第二考察指標(biāo)，探討不同溫度下酸堿兩步法處理硬質(zhì)合金的效果上的差異。最后，在酸堿兩步法中對(duì)處理時(shí)殘留在硬質(zhì)合金基體表面的化學(xué)試劑的清洗方法一直是層出不窮，各種各樣的都有報(bào)道[45-54]。所以，對(duì)清洗過(guò)程進(jìn)行探討具有較強(qiáng)的實(shí)踐指導(dǎo)意義。

堿處理后硬質(zhì)合金表面形貌及成分，(a)MK0;(b)MK5；(c)MK10；(d)MK15；(e)MK20；(f)MK25；(g)MK30
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG174.4;TG711

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;國(guó)內(nèi)首個(gè)瑞士金剛石涂層服務(wù)中心或?qū)⒊闪J];超硬材料工程;2017年03期

2 李洪林;胡恒寧;周彤;杜昊;;全自動(dòng)工業(yè)化沉積類金剛石涂層設(shè)備的研發(fā)[J];工具技術(shù);2015年09期

3 陳乃超;孫方宏;;氮化硅基體多層膜結(jié)構(gòu)金剛石涂層車削硅鋁合金的切削性能(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2013年07期

4 ;無(wú)油縫紉機(jī)零配件金剛石涂層技術(shù)[J];超硬材料工程;2007年06期

5 長(zhǎng)弓;快速金剛石涂層新技術(shù)[J];工具技術(shù);1996年06期

6 玉水;覆蓋全部基面的快速金剛石涂層[J];世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng);1997年02期

7 馬吉平;;金剛石涂層的基本方法和應(yīng)用[J];工具技術(shù);1989年05期

8 邱萬(wàn)奇;陳星婷;劉仲武;鐘喜春;余紅雅;曾德長(zhǎng);;鑲嵌結(jié)構(gòu)界面金剛石涂層研究進(jìn)展[J];真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào);2011年06期

9 張建明;;金剛石涂層——飛機(jī)制造商的選擇[J];現(xiàn)代制造;2009年41期

10 Georg Erkens;;晶體金剛石涂層[J];工具技術(shù);2006年09期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 李遠(yuǎn);汪建華;謝鵬;熊禮威;劉長(zhǎng)林;;類金剛石涂層微型鉆頭的制備研究[A];“第十四屆全國(guó)微波能應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議”暨“2009年微波創(chuàng)造美的生活高峰論壇”論文集[C];2009年

2 鄧耀鋒;蘇東藝;梁獻(xiàn)文;彭繼華;;類金剛石涂層干切削鋁合金性能的研究[A];2013年廣東省真空學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

3 呂憲義;金曾孫;白亦真;鄒廣田;莊榮書(shū);吳冠之;;金剛石涂層切削刀具的制備與應(yīng)用[A];首屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1992年

4 王軍軍;蒲吉斌;張廣安;王立平;;超厚類金剛石涂層的可控制備及其性能[A];第十一屆全國(guó)摩擦學(xué)大會(huì)論文集[C];2013年

5 鄧耀鋒;梁獻(xiàn)文;蘇東藝;彭繼華;;類金剛石涂層與鋁合金間摩擦磨損行為研究[A];2013廣東材料發(fā)展論壇——戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展與新材料科技創(chuàng)新研討會(huì)論文摘要集[C];2013年

6 楊延寧;張志勇;翟春雪;張艷陽(yáng);楊萬(wàn)昌;;基于單片機(jī)的納米金剛石涂層場(chǎng)發(fā)射顯示器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)[A];中國(guó)電子學(xué)會(huì)第十五屆信息論學(xué)術(shù)年會(huì)暨第一屆全國(guó)網(wǎng)絡(luò)編碼學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2008年

7 李洪;林松盛;代明江;韋春貝;石倩;蘇一凡;;HFCVD金剛石涂層及其切削性能[A];TFC’17全國(guó)薄膜技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2017年

8 黃鋼;何賢昶;張志明;萬(wàn)永中;戴永兵;沈荷生;;上置偏壓熱絲CVD制備納米金剛石涂層[A];2001年納米和表面科學(xué)與技術(shù)全國(guó)會(huì)議論文摘要集[C];2001年

9 鄧福銘;劉書(shū)軍;盧學(xué)軍;;硬質(zhì)合金CVD納米金剛石涂層工具研究進(jìn)展[A];2011中國(guó)材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

10 周靈平;李紹祿;黃桂芳;李德意;朱啟良;;鋼表面離子束類金剛石涂層耐磨耐蝕性能[A];第四屆全國(guó)表面工程學(xué)術(shù)交流大會(huì)論文集[C];2001年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 ;美國(guó)開(kāi)發(fā)出生產(chǎn)人造金剛石涂層新技術(shù)[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2002年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 楊仕娥;硬質(zhì)合金刀具基體上金剛石涂層的制備及其附著性能的研究[D];鄭州大學(xué);2002年

2 馬玉平;金剛石涂層工具制備及其應(yīng)用研究[D];上海交通大學(xué);2007年

3 雷學(xué)林;微細(xì)刀具表面金剛石涂層的制備及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];上海交通大學(xué);2015年

4 王鴻翔;紅外窗口金剛石透波涂層沉積設(shè)備研制與涂層性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉偉;硬質(zhì)合金表面處理對(duì)金剛石涂層性能的影響[D];武漢工程大學(xué);2018年

2 周洋;硬質(zhì)合金刀具刃口類金剛石涂層的制備及其性能研究[D];山東大學(xué);2018年

3 陶儉;HFCVD金剛石涂層設(shè)備關(guān)鍵部位的設(shè)計(jì)與仿真研究[D];華中科技大學(xué);2016年

4 梁志敏;摻硼類金剛石涂層的制備及結(jié)合強(qiáng)度研究[D];上海工程技術(shù)大學(xué);2015年

5 周思浩;CVD金剛石涂層拉伸模具拋光設(shè)備研制及拋光技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2017年

6 冀士哲;精密銅管硬質(zhì)合金拉拔模具金剛石涂層技術(shù)研究[D];北京交通大學(xué);2016年

7 趙云;硬質(zhì)合金基體上金剛石涂層沉積條件對(duì)其結(jié)合性能的影響[D];南京航空航天大學(xué);2011年

8 蔡文俊;CVD金剛石涂層工具研磨單晶藍(lán)寶石研究[D];南京航空航天大學(xué);2015年

9 翟春雪;鈦基鈉米金剛石涂層場(chǎng)發(fā)射陰極工藝研究[D];西北大學(xué);2003年

10 陳崇亮;PCVD類金剛石涂層沖擊疲勞磨損行為研究[D];江南大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2686204