CVD金刚石涂层硬质合金刀具研究进展

发表时间:2021/5/31   来源:《基层建设》2021年第3期   作者:王冲
[导读] 摘要:CVD金刚石涂层硬质合金刀具使用金刚石作为刀具制作的重要原料,是提高刀具使用效率和使用质量的重要方法,通过对CVD金刚石涂层硬质合金刀具的研究发现,当前限制这种刀具推广的问题为应用金刚石涂层粘合性较差,金刚石成分与刀具表层贴合度较低的情况。
        河冶住商工模具有限公司  河北石家庄  050000
        摘要:CVD金刚石涂层硬质合金刀具使用金刚石作为刀具制作的重要原料,是提高刀具使用效率和使用质量的重要方法,通过对CVD金刚石涂层硬质合金刀具的研究发现,当前限制这种刀具推广的问题为应用金刚石涂层粘合性较差,金刚石成分与刀具表层贴合度较低的情况。本文对CVD金刚石涂层硬质合金刀具使用中存在的问题及相应的解决方式进行总结,希望通过对刀具的合理使用来提高CVD金刚石涂层硬质合金刀具的使用范围和使用能力。
        关键词:刀具应用;技术应用创新;刀具粗糙程度
        随着近年来工业应用发展对金属合金材料的刀具的质量要求越来越高,使用硬质合金材料进行刀具建设工作能够有效提高刀具使用效率。金刚石材料具有硬度高、传导热量的速度快、产生的摩擦性较低,且耐热性能好的特点,能够更好的适应现代工业刀具使用的各项要求。CVD金刚石是一种化学气相沉积所形成的材料,使用CVD金刚石进行刀具表层的建设能够更好的增强刀具的硬度,改变刀具建设的复杂程序,通过将CVD与各种复杂形状的刀具进行组合,有效的简化刀具制作步骤,降低建设成本。
        一、CVD金刚石涂层硬质合金刀具的应用分析
        CVD金刚石涂层硬质合金刀具利用化学气相沉积的原理,将刀具表层与CVD金刚石进行融合,通过将CVD气相沉积于刀具表面的方式增强刀具的硬度和切割精确度,提高合金刀具原有的使用性能。
        CVD金刚石的合金与刀具之间粘合能力较差,不利于硬质合金刀具的顺利制作。在充足的刀具制作实践中发现,应用CVD金刚石材料与硬质合金刀具进行粘合时,经常会出现两种材料粘合失败,易发生表层物质脱落的情况。研究表明,表层金刚石掉落发生的是造成刀具精准度降低的一项重要内容,通过增强CVD金刚石与硬质合金刀具的粘合能力,能够有效的提高刀具的使用效率。由于金刚石的材料在沉积过程中产生了较多的缝隙,通过气相沉积而引起了CVD金刚石内部应力过高,影响了刀具融合工作的开展。建设人员提出了以下几种增强金刚石与硬质合金刀具粘合程度的具体解决方案:
        一是通过提高刀具的精确度,增强刀具密度的方式,促进金刚石材料与刀具融合。刀具制作人员将CAD金刚石材料与硬质合金刀具进行粘合,通过多次研磨工作提高表面的光滑程度,增强CVD金刚石涂层硬质合金刀具的使用时长和使用效率,保障刀具能够顺利投入工业制作。
        进行CVD人造金刚石材料的合成要在高温的状态下进行制作,金刚石硬度较高,通过气相沉积的形式能够使碳物质在气相沉积过程中产生反应,形成CVD金刚石薄膜。目前已有的CVD金刚石合成方式有热丝及微波,电流直流三种。

通过热丝加工是形成CVD金刚石的一种重要方式,金刚石合成人员将钨丝进行加热,使金刚石材料发生分解,在表层形成CVD金刚石薄膜,采用热丝金刚石制作方法能够有效的降低建设成本,是工业制造中应用的一种重要方法,有效的提高了CVD金刚石刀具的建设效率。
        二、增强CVD金刚石涂层硬质合金刀具性能
        应用CVD金刚石作为硬质合金的主要材料会增加刀具的粗糙性能,加大了刀具本身切割受到的摩擦力,削弱了刀具原有的锋利程度,改变了刀具的原有性能。在原有的CVD金刚石涂层硬质合金刀具的制造过程中使用金刚石材料,大大增加了刀具的不平整性,增加了刀具抛光平整,高精度的加工难度,并且如果增加金刚石合金的使用配比,使得刀具粗糙程度增加,会影响合金刀具使用的寿命,降低刀具切割的精准度,不利于在工业进行工业制造时应用。本文对金刚石材料与合金刀具相结合的性能优化方式进行研究,希望通过降低金刚石材料对刀具粗糙性能的影响的方式来保障刀具使用的良好性能。
        一是通过对刀具表层进行抛光的方式来改变金刚石材料对刀具增加的粗糙度。刀具制造人员通过聘请专业的抛光人员对合金刀具进行二次加工,减小刀具所产生的不平整摩擦程度,提高刀具使用效率,能够有效的改善因表面粗糙度过高而造成的刀具使用不当问题。但应用抛光技术成本较高且对抛光工艺的要求也很高,通过抛光会对金刚石合金涂层硬质刀具的使用产生一定影响,因此未能得到刀具建设企业的广泛推广。
        二是创新CVD金刚石涂层硬质合金的建设技术,通过技术创新改变原有的金刚石合金性能。例如创新纳米技术来降低金刚石合金的粗糙程度,在将纳米性的合金与刀具进行融合时,有效的增强了刀具的切割精准程度,降低粗糙性能对刀具的影响。通过采用纳米技术对金刚石粗糙性能进行改变,有效的降低了合金刀具的建设时间,提高了建设效率和建设质量。应用纳米金刚石涂层硬质合金刀具建设方式,能够很好的改善原有的建设问题,提高刀具应用性能。
        三、结束语
        综上所述,通过合金涂层刀具应用的实践分析发现,为了增强CVD金刚石硬质合金刀具表层的粘合能力,通过提高先进技术的应用水平,改变表层粘合状态等方式能够有效的增强粘合力,促进CVD金刚石涂层硬质合金刀具建设工作的有效进行。CVD金刚石涂层硬质合金刀具是一种新型值得推广的应用工具,我国也要加大对金刚石涂层硬质合金刀具的研究和新型技术研发工作,解决合金刀具建设中存在的各种问题,通过研究提高我国CVD金刚石涂层硬质合金刀具的建设能力。
        参考文献
        [1]曾己伟.促进Co相转变的硬质合金预处理及其对金刚石涂层生长的影响[D].华南理工大学,2020.
        [2]魏超.基于喷雾冷却—激光刻蚀的金刚石涂层硬质合金衬底复合预处理方法研究[D].安徽建筑大学,2020.
        [3]陈健.双层结构梯度硬质合金刀具的微观结构与应用研究[D].广东工业大学,2018.
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