硬质合金金刚石涂层工具与聚晶金刚石工具和金刚石厚膜焊接工具相比，其制造成本低，且能在任何形状的工具上进行涂层沉积。因此，具有更好的市场应用前景和发展潜力。欧美等国相继投人了大量的人力、物力、财力竟相研究、开发金刚石薄膜涂层工具，目前，美国的SP3公司，德国的Cemecon公司，列支敦士登的Balzers公司已有商业化产品问世。我国的许多大专院校和科研院所在这方面做了大量工作，但还没有取得实质性突破。
制约金刚石涂层工具产业化的关键是涂层的附着力低m.问题来自于硬质合金基体中的粘结相钴。
钴在金刚石沉积过程中易引起碳的扩散与溶解，抑制金刚石形核及促进石墨生长，使金刚石涂层质量变差、附着力降低。据有关报道基体未经处理的硬质合金金刚石涂层，无论采用何种沉积设备，实施哪种沉积工艺，其附着力都较低，临界载荷小于300N；而经其它方法处理的硬质合金衬底，实施优化的沉积工艺，涂层附着力的临界载荷值也仅仅达到600N.本研究通过对硬质合金刀片真空渗硼、手工研磨、超声处理籽晶、实施优化的沉积工艺等一系列技术措施，消除了钴在金刚石涂层沉积时的不利影响，粗化了硬质合金表面，从而提高了金刚石的质量，并使涂层的附着力得到了显著提高（其临界载荷值达到1500N）。
1，采用普通渗硼的工件在渗硼后表层经常出现胶状物，且难以清理，表面质量较差。而工件真空渗硼前后表层无明显变化，无任何附着物出现，表面质量较高，不需要进行繁复的清理处理。
真空渗硼样品表面X-射线衍射分析结果如所示。渗硼物相是WC+CoB+CoWB+CW2B2，而且，同种真空渗硼工艺处理的不同批次样品表面物相相同，工艺重复性较好。而采用普通渗硼工艺得到的渗硼物相分别为，WC+CB+CB2和WC+CW2B2.并且，两个研究者使用同种工艺处理不同批次工件所得渗硼产物不尽相同，说明普通渗硼工艺的重现性差。
是硬质合金刀片在950T真空渗硼后表层的断面X-射线能谱线扫描结果。如图所示，表层中B和C的含量明显高于基体，而Co元素的含量则明显低于基体。另外，从图中还可以看出，渗硼层厚度约为15-20|xm左右，而在同样工艺条件下普通渗硼渗层厚度为10-16pm.即真空渗硼渗速快，或者说，同样原始片，普通渗硼刀片，真空渗透硼刀片表面质量比较的渗硼时间，真空渗硼层厚，其对阻止C的扩散具有更好的效果D产生这些差异的可能原因是，普通渗硼工件在渗硼过程中与含氧性气氛接触，并生成厚薄不等的各种氧化物。此氧化物阻渗，并对渗硼过程产生重要影响。2.2渗硼刀片手工研磨前、后的表面形貌及粗糙度是渗硼刀片用50W5+50W2的金刚石粉手工研磨前、后的SEM像。
提高金刚石涂层的附着力是非常有意义的1是研磨前、后样品的表面轮廓图。
官二表面未处理硬质合金刀片沉积的CVD金刚石涂层开多貌及其Kamati谱（上）可以清楚的看出，硬质合金刀片不进行表面去钴预处理而直接进行涂层沉积，得到的涂层组织金刚石结晶形貌不完整W，其对应的拉曼谱显示明显的非金刚石碳峰，说明钴迁移出来导致了非金刚真空渗碳不研磨试样上沉积的CVD金刚石SEM像及其Raman谱（C）真空渗硼+手工研磨试样三种试样金刚石涂层分别在300N，600Nf1500N载荷下的压痕形貌图i是真空渗硼+手工研磨预处理试样上沉积的金刚石涂层断口的SEM像及局部放大SEM像。可以看出，这种衬底与金刚石涂层之间具有锯齿形锁合结构。这实际上也就是这种涂层附着力高的原因。
总之，在未处理试样上沉积金刚石涂层时，硬质合金中的钴迁移出来导致了非金刚石碳的生成，并弱化膜/基界面，因此，涂层的质量和附着力都很差；在真空渗硼不研磨试样上沉积金刚石涂层时，由于其渗硼层组成的，其中CoB+CoWB+CoW2B2是稳定的化合物相，这就抑制或消除石碳的生成，涂层质量很差，见（下）。而且，这种涂层附着力不好，强度非常之低，在300N载荷作用下严重碎裂脱落（A）。
渗硼不研磨试样涂层组织虽然是晶形比较完整的金刚石组织，其相应的激光拉曼谱也未见明显的非晶碳峰，但金刚石晶粒间缝隙较多，组织致密性较差，涂层质量仍不好（见）。而且，涂层的附着力也较差。
在600N载荷作用之下，涂层整块剥落（见B）。
石涂层晶粒大小适中，晶型完整、组织致密。其相应的激光Raman谱金刚石相特征峰比较尖锐，非晶碳峰不明显，质量非常之好（）。
（C）为这种试样金刚石涂层在1500N载荷下的压痕形貌。可以看出，除了压头所留下的痕迹外，金刚石涂层没有开裂，压痕直径为15|JLm左右。涂层的附着力较高。' 0试样涂层断口的SEM像（上）及局部放大SEM像（下）了钴的迁移和扩散，所以，能沉积出基本上无非金刚石碳的金刚石薄膜。但是，由于该试样未经研磨，表面平整，金刚石形核能较高，形核密度低，沉积时造成了较多空隙，从而使涂层的致密性差，涂层的附着力并不高；而真空渗硼+手工研磨试样在金刚石沉积过程中，一方面，渗硼层能够有效的控制和阻挡钴的扩散和迁移，另一方面，研磨造成的表面缺陷降低了金刚石的形核能，提高了形核密度。上海交通大2刘沙，易丹青，金刚石涂层用硬质合金基体表面预处理研究新进展。稀有金属材料与工程，2001，30（5）：213刘沙，余志明，金刚石涂层用高钴硬质合金基体表面二步侵蚀法的研究。工艺与设备，2001，19（6）：3654王四根，硬质合金工具化学气相沉积金刚石薄膜涂层研究。博士学位论文，北京：北京科技大学材料学院，1998，5王强，硬质合金工具CVD金刚石涂层的制备技术、涂层组织及结合力研究。硕士学位论文，北京：北京科技大学材料学院，2001，6张玉英1957年生，女，山东齐河人，河南教育学院教师。主要从事物理教学与科研工作。
（编辑王琴）
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