36稀　有　金　属　与　硬　质　合　金　　　　　2000年9月总第142期

技术开发

)金刚石涂层硬质合金的研究动态 (Ⅱ

刘　沙1,易丹青1,余志明1,卢　斌1,王　斌1,李泳侠2,邹　丹2

(11中南大学材料科学与工程系,湖南长沙410083;21湖南银洲有色高技术有限公司,湖南长沙410083)

　　摘　要:介绍了金刚石低压气相沉积薄膜的组织结构与性能、应用前景和市场分析预测,以及金刚

石低压气相沉积基本原理和工艺方法;并着重介绍了近年来国外有关低压气相沉积金刚石涂层硬质合金方面的研究动态。　　关键词:金刚石薄膜;涂层;硬质合金;组织结构与性能;　　中图分类号:TF125134　　　文献标识码:A20536)4　国外低压气相沉积金刚石涂

层硬质合金的研究动态

411　基本技术工艺路线及相关情况

能也能与前二者媲美。同时,作为部分硬质

合金及非金刚石涂层硬质合金的替代产品,开发金刚石涂层硬质合金产品具有特别重要的意义。

金刚石涂层硬质合金产品主要用作切削刀具(车刀、铣刀、钻头、烟刀等),加工有色金属(如铝合金等)和非金属材料(如碳纤维复合材料等);并可用作耐磨零件(如轧辊、模具),加工金属和非金属材料。80年代初期,美国、日本及欧洲等国家和地区相继开始了金刚石涂层硬质合金的研究。现在该研究仍方兴未艾。除上述国家和地区研究水平较高之外,近几年来,很多世界其他国家和地区也正在投入该研究,这说明该研究已成为世界范围内的研究热点。该研究的基本技术工艺路线如图9所示。

与Si及Si基陶瓷不同,由于硬质合金基体与金刚石涂层之间不能形成化学键结合,而且在高温下Co对金刚石薄膜的生长不

金刚石优异的性能,使其成为机械加工刀具及耐磨零件最佳候选材料之一。计算机及自动控制技术的高速发展,促使了现代工业技术的长足进展。作为机械加工刀具及耐磨零件主要材料之一的常规硬质合金,已越来越难以满足其发展要求。金刚石单晶(PCD)和金刚石复合材料(PDC)的应用,尽管满足了现代工业技术发展的部分要求,但由于其产品制造工艺复杂,成本较高,且产品形状受到限制,其应用仍受到极大阻碍。金刚石低压化学气相沉积(CVD)方法的成功开发应用,为研究和开发金刚石涂层硬质合金产品奠定了基础。与金刚石单晶和金刚石复合材料产品相比,金刚石涂层硬质合金产品不仅成本低廉,形状局限性更小,而且其使用性

收稿日期:1999211230作者简介:刘　沙(1961-),男,

湖南长沙人,副教授,在读博士,主要从事难熔金属及硬质合金材料研究。 　本文Ⅰ部分请见本刊上期(总第141期)第53～57页。