本文關(guān)鍵詞：Mo基過(guò)渡層硬質(zhì)合金金剛石涂層的制備研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：金剛石涂層硬質(zhì)合金不僅具有金剛石的高硬度和強(qiáng)耐磨損等優(yōu)點(diǎn),而且兼具了硬質(zhì)合金的高韌性、高抗沖擊性能等優(yōu)良特性,是最具發(fā)展前途的刀具材料之一。但是硬質(zhì)合金基體中Co金屬粘結(jié)相易引起碳的溶解,抑制金剛石的形核和生長(zhǎng),嚴(yán)重影響了金剛石涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度,制約了其在加工制造業(yè)的廣泛應(yīng)用。采用雙輝等離子滲金屬技術(shù)制備的過(guò)渡層既可以與硬質(zhì)合金基體形成具有高結(jié)合強(qiáng)度的冶金結(jié)合,又可以阻礙硬質(zhì)合金基體中粘結(jié)相Co向外擴(kuò)散,有效地增強(qiáng)金剛石涂層的結(jié)合強(qiáng)度。但在高溫滲金屬過(guò)程中,極易造成基體脫碳,在次表層形成較為疏松的脆性金屬間化合物η相,造成刀具抗彎強(qiáng)度的降低和脆性的增大,從而影響其使用性能。在硬質(zhì)合金基體表面制備Mo基過(guò)渡層的過(guò)程中,通入一定量的含碳?xì)怏w,可以避免η相的形成,同時(shí)也可以使過(guò)渡層中形成高硬度的碳化物相,提高刀具的切削性能和抗沖擊性能。本文采用雙輝等離子體滲金屬技術(shù),以金屬M(fèi)o為源極靶材,在Ar保護(hù)氣氛中通入一定量的CH4作為碳源,在基體表面制備Mo基過(guò)渡層。通過(guò)研究CH4濃度、基體溫度、源極與陰極間電位差對(duì)過(guò)渡層的表面形貌、物相組成及結(jié)合性能的影響規(guī)律,優(yōu)化過(guò)渡層的制備工藝。然后,采用自行研制的TYUT型高功率MPCVD裝置,在優(yōu)化后的Mo基過(guò)渡層表面進(jìn)行金剛石涂層的沉積實(shí)驗(yàn)。所得到的主要研究結(jié)論如下:(1)隨CH4濃度的增加,過(guò)渡層中η相含量逐漸減少直至消失,Mo2C和MoC含量逐漸增加,但結(jié)合強(qiáng)度降低。(2)基體溫度較低時(shí),過(guò)渡層由納米顆粒組成的胞狀結(jié)構(gòu)組成,結(jié)合強(qiáng)度較差;隨著基體溫度升高,胞狀結(jié)構(gòu)結(jié)合并直至消失,過(guò)渡層的連續(xù)性、致密性、平整度及結(jié)合強(qiáng)度均有所提高;而基體溫度過(guò)高時(shí),結(jié)合強(qiáng)度轉(zhuǎn)而變差。(3)隨電位差的增大,過(guò)渡層的表面形貌變化不大,但Mo和Mo2C相相對(duì)增多;電位差過(guò)低或過(guò)高時(shí),均會(huì)出現(xiàn)η相,且過(guò)渡層的結(jié)合強(qiáng)度較差。(4)在優(yōu)化后的過(guò)渡層上沉積了連續(xù)致密的微米金剛石涂層;C元素的擴(kuò)散導(dǎo)致過(guò)渡層中Mo被碳化,且使部分Mo2C轉(zhuǎn)化為MoC,同時(shí)過(guò)渡層完全阻擋了Co粘結(jié)相的向外擴(kuò)散,有利于增強(qiáng)涂層的結(jié)合強(qiáng)度。
【關(guān)鍵詞】：雙層輝光等離子滲金屬 η相 結(jié)合強(qiáng)度 硬質(zhì)合金 過(guò)渡層 MPCVD 金剛石涂層
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 金剛石涂層刀具9
• 1.2 金剛石涂層的制備技術(shù)9-12
• 1.3 影響金剛石涂層附著力的主要因素及解決方案12-15
• 1.3.1 影響金剛石涂層附著力的主要因素12-13
• 1.3.2 改善金剛石涂層結(jié)合強(qiáng)度的方法13-15
• 1.4 過(guò)渡層材料選擇原則及制備方法15-16
• 1.4.1 選擇過(guò)渡層材料的原則15
• 1.4.2 過(guò)渡層的制備方法15-16
• 1.5 雙輝等離子表面合金化技術(shù)16-17
• 1.6 本課題的提出及主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 1.6.1 本課題的提出17-18
• 1.6.2 本文的主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 第二章 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及表征方法19-23
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)裝置19-20
• 2.2 過(guò)渡層及金剛石涂層的表征方法20-23
• 2.2.1 X射線衍射（XRD）20
• 2.2.2 激光拉曼（Roman）散射光譜20-21
• 2.2.3 掃描電子顯微鏡（SEM）21
• 2.2.4 壓痕測(cè)試法21-23
• 第三章 CH_4濃度對(duì)Mo基過(guò)渡層的影響23-31
• 3.1 CH_4濃度對(duì)過(guò)渡層表面形貌及組成的影響23-26
• 3.2 CH_4濃度對(duì)過(guò)渡層截面結(jié)構(gòu)及結(jié)合性能的影響26-28
• 3.3 本章小結(jié)28-31
• 第四章 基體溫度對(duì)Mo基過(guò)渡層的影響31-37
• 4.1 基體溫度對(duì)過(guò)渡層表面形貌及組成的影響31-33
• 4.2 基體溫度對(duì)過(guò)渡層截面結(jié)構(gòu)及結(jié)合性能的影響33-36
• 4.3 本章小結(jié)36-37
• 第五章 源極與陰極間電位差對(duì)Mo基過(guò)渡層的影響37-43
• 5.1 電位差對(duì)過(guò)渡層表面形貌及組成的影響37-39
• 5.2 電位差對(duì)過(guò)渡層截面結(jié)構(gòu)及結(jié)合性能的影響39-42
• 5.3 本章小結(jié)42-43
• 第六章 金剛石涂層的制備43-49
• 6.1 金剛石涂層的表面形貌及物相組成43-45
• 6.2 金剛石涂層的截面形貌及結(jié)合性能45-46
• 6.3 本章小結(jié)46-49
• 第七章 結(jié)論與展望49-51
• 7.1 結(jié)論49
• 7.2 展望49-51
• 參考文獻(xiàn)51-59
• 致謝59-61
• 碩士研究生期間發(fā)表的研究論文及科研成果61

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