微/纳米金刚石复合涂层刀具的制备及切削试验

利用化学气相沉积法在硬质合金基体上制备微/纳米金刚石复合涂层,采用扫描电镜、Raman光谱仪、洛氏硬度计、微粒喷浆试验仪对涂层进行微结构与性能表征,同时进行切削试验。结果表明:涂层表面晶粒细小,颗粒尺寸达到纳米级,涂层纯度高,膜/基结合力好,耐磨性高。切削试验结果显示:微/纳米金刚石复合涂层刀具切削加工工件的表面粗糙度比硬质合金刀具小,其表面粗糙度平均值为0.931μm;从后刀面磨损量结果看出微/纳米金刚石复合涂层刀具使用寿命长;从前、后刀面磨损形貌看出金刚石复合涂层结合力好,耐磨性高。

硬质合金刀具表面微/纳米金刚石复合涂层制备研究

硬质合金是目前应用最为广泛的刀具材料,在刀具表面施加金刚石涂层可以提高硬质合金刀具的性能和耐用度。通过热丝CVD法在硬质合金刀具表面制备了多层微/纳结构的复合涂层,采用扫描电镜观察了复合涂层的表面和截面,并用拉曼光谱检测了涂层的成分,用压痕法检验了复合涂层的膜基结合性能。结果显示复合涂层的结构参数对膜基结合性能有较大影响,特定结构的复合涂层可以提升涂层的结合性能。

渗硼+两步处理硬质合金微米-纳米金刚石复合涂层工具研究

研究了固体粉末渗硼+碱酸两步预处理硬质合金基体的表面组织、形貌、粗糙度。实施优化的微米-纳米为0.1402μm金刚石复合涂层沉积工艺,得到表面平整、光滑、平均粗糙度的优质金刚石复合涂层。该涂层与基体附着力高,压痕测试其临界载荷大于1500 N,金刚石复合涂层刀具加工ZAlSi12合金试验表明其切削寿命是无涂层刀具的41倍。

等离子增强磁控溅射制备TiCr基纳米复合涂层的显微组织和性能

使用等离子增强磁控溅射技术,利用三甲基硅烷TMS(Si-C)以及六甲基二硅氧烷HMDSO(Si-CO)气体在H13钢表面制备了TiCrSiCN和TiCrSiCON纳米复合涂层。结合SEM、AFM、XRD、EDS等研究了O元素对涂层显微组织、物相组成、表面能、硬度、摩擦因数、耐磨和耐高温氧化性能的影响。结果表明:与无氧的TiCrSiCN涂层相比,含氧的TiCrSiCON涂层表面较粗糙,致密度低,且存在典型的柱状组织,从而导致其较高的表面能;O元素的加入提高了涂层的硬度,使TiCrSiCON涂层的耐磨性能显著提高,但TiCrSiCN和TiCrSiCON的摩擦因数相差不大;TiCrSiCON涂层中的Cr元素易与O元素结合形成一层致密的氧化膜,从而提高了其耐高温氧化性能。

微晶/纳米金刚石复合涂层的沉积与表征

采用偏压增强热丝CVD(HFCVD)法,通过引入惰性气体Ar,在经过甲醇新预处理方法处理后的硬质合金衬底表面成功沉积了微晶/纳米金刚石复合涂层。对金刚石复合涂层的表面形貌、成分、表面粗糙度进行了分析和研究。研究结果表明:新的预处理方法能够提高金刚石薄膜与衬底之间的附着强度。Ar的引入使得金刚石薄膜二次形核率更高,颗粒也更加细小,纳米金刚石复合涂层不但具有高的附着强度,而且具有非常低的表面粗糙度。对于拓展纳米金刚石涂层在精密加工领域中的应用具有一定的作用。

纳米金刚石填料对复合树脂显微硬度、抗压强度的影响

目的 :观察含纳米金刚石填料对复合树脂机械性能的影响 ,探索纳米金刚石的最佳比例。方法 :按不同比例将纳米金刚石添加到复合树脂中 ,检测其抗压强度和显微硬度。结果 :添加比例在 0 .0 0 5 %以下抗压强度、显微硬度无明显改变 ;添加比例在 0 .0 0 5 %～ 0 .3%之间抗压强度、显微硬度明显提高 ,0 .0 2 %比例提高最为明显 ;添加比例在 0 .3%以上抗压强度、显微硬度明显降低。结论

基于微纳米金刚石过渡层的cBN刀具涂层制备

立方氮化硼(Cubic Boron Nitride,cBN)是仅次于金刚石的超硬材料,比金刚石具有更高的化学稳定性,可以胜任铁系金属的加工。本文在YG6硬质合金上基于微纳米金刚石过渡层开展cBN涂层的制备研究。本文在热丝化学气相沉积系统中制备微纳米金刚石过渡层(Micro/nanocrystalline diamond,M/NCD),在射频磁控溅射系统中制备cBN涂层,并对M/NCD与cBN涂层进行了成分、微观形貌与结合性能的研究。研究结果发现,在硬质合金基体上,M/NCD过渡层的结合性能明显优于NCD过渡层。磁控溅射制备cBN涂层过程中,存在适合cBN沉积的衬底偏压阈值,过高或过低的衬底偏压均不利于cBN含量的提高。

纳米金刚石复合涂层紧压模的制备及应用

本文简要介绍了化学气相法 (CVD)沉积金刚石薄膜原理和涂层模具的制备方法 ,以 WC- Co硬质合金紧压模为衬底 ,用热丝 CVD法沉积得到纳米金刚石复合涂层。检测了该涂层的 X射线衍射图、拉曼谱图和形貌。用该复合涂层技术制备得到的绞线紧压模在实际生产线上进行了初步的应用试验 ,模具工作寿命可提高达 10倍以上 ,绞线表面光洁度明显改善 ,取得了十分满意的结果。

采用DC Arc Plasma JetCVD方法沉积微/纳米复合自支撑金刚石膜

在30kW级直流电弧等离子体喷射化学气相沉积(DC Arc P lasm a Jet CVD)设备上,采用Ar-H2-CH4混合气体,通过调节甲烷浓度以及控制其他沉积参数,在Mo衬底上沉积出微/纳米复合自支撑金刚石膜。实验表明,当微米金刚石膜层沉积结束后,在随后的沉积中,随着甲烷浓度的增加,金刚石膜表面的晶粒大小是逐渐减小的。当甲烷浓度达到20%以上时,金刚石膜生长面晶粒呈现菜花状的小晶团,膜体侧面已经没有了粗大的柱状晶,而是呈现出光滑的断口,对该层进行拉曼谱分析显示,位于1145 cm-1附近有一定强度的散射峰出现。这说明所沉积的晶粒全部变为纳米级尺寸。

微-纳米复合金刚石薄膜的制备与性能研究

在钛-铝-钼为过渡层的Cu片上,用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)方法首先沉积一层微米金刚石薄膜,然后沉积纳米金刚石薄膜,制备了微-纳米复合金刚石薄膜。利用扫描电镜(SEM)观察薄膜的表面形貌及界面状态,利用拉曼光谱及X射线衍射对薄膜微结构进行分析并采用压痕法检测了膜基间的结合力并观察了压痕的状态。结果表明,该薄膜下层颗粒粗大,是微米级的金刚石,上层颗粒细小,是纳米级的金刚石,薄膜表面平整光滑;薄膜的附着力与纳米金刚石沉积时间的长短有关,当沉积时间为2h时,薄膜与衬底的结合力最好。

纳米金刚石复合涂层焊接套及拉拔套的特性与应用

简述了纳米金刚石复合涂层焊接套及拉拔套的制备过程。该模具具有极其耐磨,与铝、铜等金属之间的摩擦因数较小和自润滑等优点,因而其使用寿命为常规尼龙模具的100倍,硬质合金模具的10倍左右。介绍了纳米金刚石复合涂层焊接套及拉拔套在同轴电缆和铝塑复合管铝管焊接成型、拉拔定径中的应用效果。该模具能在提高同轴电缆、铝塑复合管的产品质量,节约原材料,提高劳动生产率,降低工人劳动强度等方面发挥独特的作用,为企业带来很大的经济效益。

金刚石粒径及含量对超音速激光沉积金刚石/Cu复合涂层微观结构及性能的影响

目的研究不同金刚石粒径及含量对超音速激光沉积金刚石/Cu复合涂层微观结构及性能的影响。方法利用超音速激光沉积技术制备金刚石/Cu复合涂层。采用扫描电镜和摩擦磨损测试对涂层的显微组织结构和磨损性能进行了分析,用激光闪烁法测量复合涂层的热导率。结果金刚石均匀分布在复合涂层中,原始粉末中金刚石体积分数从30%增加到50%时,复合涂层中金刚石颗粒的面积占比仅从14.01%升至16.79%,远低于金刚石颗粒在原始粉末中的含量。400目金刚石/Cu复合涂层的平均热导率为296 W/(m·K),摩擦系数为0.551;800目金刚石/Cu复合涂层的平均热导率为238 W/(m·K),摩擦系数为0.545。结论原始粉末中金刚石配比的增加并未对复合涂层中金刚石含量的提升有显著作用。金刚石/Cu复合涂层的热导率随着增强相颗粒含量的增加而降低,随着增强相颗粒粒径的增大而提高。不同粒径金刚石颗粒的添加能显著降低Cu涂层的摩擦系数,且小粒径金刚石颗粒的添加使复合涂层的摩擦系数更低和更稳定,从而使其具有更小的磨损量和磨痕宽度,表现出较优的耐磨损性能。

改性纳米金刚石增强增韧医用口腔复合树脂的研究

以爆轰法合成的纳米金刚石作为填料,加入到双酚A型口腔用光固化复合树脂中,研究了纳米金刚石对树脂性能的影响。金刚石用硅烷偶联剂进行表面改性。结果发现:偶联剂化学接枝到金刚石表面,改性后的金刚石在乙醇中的分散稳定性得到提高;加入0.2%(质量分数)的改性纳米金刚石后,复合树脂的挠曲强度和硬度分别提高35.4%和29.8%,改性金刚石的增强作用明显优于未经改性的金刚石;同时金刚石的加入也改善了树脂的韧性。

纳米金刚石/镍电刷镀复合镀层机械性能研究

本文对普通快速镍镀层和纳米金刚石/镍复合镀层的显微硬度和耐磨性进行了研究,分析了纳米颗粒含量、镀层厚度、加热温度等参数对纳米复合镀层显微硬度及摩擦性能的影响。结果表明:由于纳米金刚石的弥散强化作用,使得复合镀层的硬度和耐磨性大幅提高,摩擦系数明显降低。镀液中纳米金刚石含量约30g/L时,镀层硬度最高为650HV,经过300℃处理,硬度仍能保持在480HV之上。

纳米金刚石复合镀层制备工艺的研究

纳米金刚石复合镀层具有金刚石和纳米颗粒的双重特性,应用前景广阔。采用复合电镀法制备了Ni 纳米金刚石复合镀层,考察了阴极电流密度、镀液pH值以及搅拌强度对纳米复合镀层显微硬度的影响,并分析了Ni 纳米金刚石复合镀层的共沉积过程。结果表明,选择适当的共沉积工艺参数,可以制备出同底材结合牢固,金刚石微粒弥散较均匀的高硬度纳米复合镀层,基质Ni中金刚石粒子的含量与镀面的机械俘获粒子的能力有关。

含纳米金刚石粉镍钴基复合镀层的研究

通过对爆轰制备的纳米金刚石粉进行去除杂质,亲水处理,制备出分散稳定的含纳米金刚石粉的镀液。利用这个镀液制备出含纳米金刚石粉的Ni-Co复合电镀层,并研究了镀液中分散不同含量纳米金刚石粉对制备镀层的表面形貌,晶粒尺寸的影响,镀液中纳米金刚石粉含量从2g／L增加到6g／L,镀层的晶粒尺寸减小近一半。纳米金刚行粉对晶粒的细化程度和镀层中含有的纳米金刚石粉的含量有很大关系。镀层的显微硬度与镀液中分散的纳米金刚石粉的含量并不成线性关系,镀层的显微硬度最大可达601．53HV。团聚的纳米金刚石粉导致镀层晶粒的异常长大。

纳米金刚石复合镀钢领的制备及工艺优化

为探讨纳米复合镀钢领的表面粗糙度、显微硬度、磨损率和对成纱毛羽及断头率的影响,制备了纳米金刚石复合镀钢领。运用复合镀技术对普通钢领表面进行处理,选择制备过程中纳米金刚石含量、施镀温度和pH值3个主要工艺参数,进行了正交试验。结果表明:较优的制备工艺为:纳米金刚石含量20 g/L、温度85℃、pH值5.0;制备的钢领表面粗糙度为0.18μm,显微硬度为635.8 HV,磨损量为1.4%,成纱毛羽指数为2.18,断头率为3根/(千锭·h)。

纳米金刚石复合涂层技术实现产业化

由上海交通大学承担的863纳米材料专项课题“纳米金刚石复合涂层的应用与产业化”超额完成了合同规定的指标并实现产品的产业化，该课题采用化学气相沉积法（cvd），在硬质合金拉拔模具内孔和其他耐磨器件表面涂覆纳米金刚石复合涂层，研究得到了制备纳米金刚石涂层的成熟工艺，完成了纳米涂层结构和性能检测工作，

纳米金刚石复合涂层技术实现产业化应用

由上海交通大学承担的863纳米材料专项课题“纳米金刚石复合涂层的应用与产业化”近日通过了专家验收，该课题成功开发出了纳米刚石复合涂层技术并实现了产品的产业化。