珩磨機金剛石、類金剛石（DLC）涂層
發布日期：2013-01-21 16:02:36 來源： www.xfwl99.cn 點擊量：
珩磨機金剛石涂層是新型刀具涂層材料之一。它利用低壓化學氣相沉積技術在硬質合金基體上生長出一層由多晶組成的金剛石膜，用其加工硅鋁合金和銅合金等有色金屬、玻璃纖維等工程材料及硬質合金等材料，刀具壽命是普通硬質合金刀具的50～100倍。金剛石涂層采用了許多金剛石合成技術，最普通的是熱絲法、微波等離子法和DC等離子噴射法。通過改進涂層方法和涂層的粘結，已生產出金剛石涂層刀具，并在工業上得到了應用。
近年來，美國、日本和瑞典等國家都已相繼推出了金剛石涂層的絲錐、鉸刀、銑刀以及用于加工印刷線路板上的小孔金剛石涂層硬質合金鉆頭及各種可轉位刀片，如瑞典Sandvik公司的CD1810和美國Kennametal公司的KCD25等牌號產品。美國Turchan公司開發的一種激光等離子體沉積金剛石的新工藝，用此法沉積金剛石，由于等離子場包圍整個刀具，刀具上的涂層均勻，其沉積速度比常規CVD法快1000倍。此法所成的金剛石涂層與基體之間產生真正的冶金結合，涂層強度高，可防止涂層脫落、龜裂和裂紋等缺陷。CemeCon公司具有特色的CVD金剛石涂層技術，2000年建立生產線，使金剛石涂層技術達到工業化生產水平，其技術含量高，可以批量生產金剛石涂層。
類金剛石涂層在對某些材料(Al、Ti及其復合材料)的機械加工方面具有明顯優勢。通過低壓氣相沉積的類金剛石涂層，其微觀結構與天然金剛石相比仍有較大差異。九十年代，常采用激活氫存在下的低壓氣相沉積DLC，涂層中含有大量氫。含氫過多將降低涂層的結合力和硬度，增大內應力。DLC中的氫在較高的溫度下會慢慢釋放出來，引起涂層工作不穩定。不含氫的DLC硬度比含氫的DLC高，具有組織均勻、可大面積沉積、成本低、表面平整等優點，已成為近年來DLC涂層研究的熱點。美國科學家A.A.Voevodin提出沉積超硬DLC涂層的結構設計為Ti-TiC-DLC梯度轉變涂層，使硬度由較軟的鋼基體逐漸提高到表層超硬的DLC涂層。這類復合涂層既保持了高硬度和低摩擦系數，又降低了脆性，提高了承載力、結合力及磨損抗力。日本住友公司推出了在硬質合金刀片上涂覆金剛石DLC的DL1000涂層，用于切削鋁合金和非鐵金屬，抗粘結，能有效降低已加工表面的粗糙度。
經過多年的研究表明：由于類金剛石涂層的內應力高、熱穩定性差及與黑色金屬間的觸媒效應使SP3結構向SP2轉變等缺點，決定了它目前只能應用于加工有色金屬，因而限制了它在機加工方面的進一步應用。但是近年來的研究表明，以SP2結構為主的類金剛石涂層(也稱為類石墨涂層)硬度也可達到20～40GPa，卻不存在與黑色金屬起觸媒效應的問題，其摩擦系數很低又有很好的抗濕性，切削時可以用冷卻劑也可用于干切削，其壽命比無涂層刀有成倍的提高，可以加工鋼鐵材料，因而引起了涂層公司、刀具廠家的極大興趣。假以時日，這種新型的類金剛石涂層將會在切削領域得到廣泛的應用。