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高性能CVD金刚石薄膜涂层刀具的制备和试验研究

采用电子增强热丝EACVD法,以WC-Co硬质合金刀具为衬底制备金刚石涂层刀具,研究了提高涂层附着力的衬底预处理新方法,探讨了抑制Co催石墨化作用的有效措施,提出了改善金刚石薄膜表面粗糙度CVD后处理新工艺。研究结果表明,  (本文共6页) 阅读全文>>

上海交通大学
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高性能复杂形状金刚石薄膜涂层刀具的制备与切削试验研究

CVD金刚石薄膜涂层刀具是通过化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition)在硬质合金刀具材料基体上沉积金刚石膜制备而成的。金刚石涂层刀具既具有很高的刀具耐磨性有具有良好的冲击韧性,涂层摩擦系数小,导热性能好,在高硅铝合金、金属基复合材料、有色金属、纤维增强聚合物层压制品等材料的切削加工领域应用前景十分广泛。该种刀具制造工艺相对简单,成本较低,尤其可以通过在刀具基体上直接沉积而制造复杂形状金刚石涂层刀具,如铣刀、钻头等,在难加工材料高速切削加工方面显示出极具潜力的应用前景。本文针对复杂形状CVD金刚石薄膜涂层刀具的制备技术及在切削加工中应用所涉及到的若干关键性技术问题,如提高基体表面形核率,改善金刚石薄膜与硬质合金刀具基体之间的附着强度和金刚石薄膜涂层刀具的切削加工应用等方面开展研究。1、对热丝CVD沉积金刚石薄膜的非平衡热力学耦合模型和动力学模型进行研究,重点分析热丝CVD沉积金刚石膜系统中衬底温度场分布及...  (本文共87页) 本文目录 | 阅读全文>>

河南理工大学
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WC-Co基体金刚石薄膜涂层刀具的制备及切削试验研究

CVD金刚石薄膜因其具有高硬度、高导热系数、低摩擦系数和低热膨胀系数等众多优良的的性能,而被认为是21世纪最具有发展前景的新型刀具涂层材料,适用于高硅铝合金、金属复合材料、工程陶瓷、纤维增强塑料等难加工材料切削加工。CVD金刚石薄膜涂层刀具是通过化学气相沉积在硬质合金基体上沉积金刚石薄膜制备而成的。金刚石涂层刀具既有很高的耐磨性又有良好的冲击韧性,涂层摩擦系数小,导热性能好的优点。该种刀具制造工艺相对简单,成本较低,尤其可以通过在硬质合金基体上直接沉积而制造复杂形状的金刚石涂层刀具,如铣刀、钻头等,在高速切削加工难加工材料方面显示出极具潜力的应用前景。本文针对复杂形状CVD金刚石薄膜涂层刀具的制备及在切削加工中所涉及到的关键性技术问题进行研究。首先,对热丝CVD沉积金刚石薄膜的动力学模型进行分析,同时结合实验室所进行的金刚石薄膜制备试验中所获得的试验数据和检测结果,优化金刚石薄膜沉积工艺。并研究适合复杂形状硬质合金刀具硬质合金硬...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
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金刚石涂层工具制备及其应用研究

CVD金刚石薄膜因具有高硬度、高热导系数、低摩擦系数、低热膨胀系数以及良好的自润滑性和化学稳定性等优异性能而成为理想的工具材料,适用于高硅铝合金、金属基复合材料、工程陶瓷、纤维增强复合塑料等难加工材料切削加工,尤其可以在刀具基体上直接沉积制造复杂形状金刚石涂层的刀具。同时,金刚石薄膜作为理想的工具和耐磨材料,还应用于内表面要求耐磨和低粗糙度的场合,如拉丝模、紧压模、焊接套、拉拔套等。然而,对于硬质合金金刚石涂层来说,制约其产业化的主要因素是涂层的附着强度低、表面光洁度差、加工精度难以保证。针对这些亟待解决的问题,本文对金刚石薄膜的制备和相关应用的一些关键技术完成了以下有创意的应用基础性研究工作:1.研究了金刚石薄膜沉积的非平衡热力学耦合模型,得到了非平衡热力学方程。在此基础上,研究了沉积参数对金刚石薄膜质量的影响。提出了光滑WC-Co(YG6)硬质合金衬底表面预处理的新方法为甲醇预处理法。以氢气、氩气和丙酮为原料,采用热丝CVD...  (本文共191页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
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高性能金刚石涂层制备及其在CFRP钻削中的应用研究

碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics,CFRP)因其轻质高强度低膨胀系数和良好的吸振性能等优点,广泛应用于航空航天领域在CFRP的应用中,需要大量的二次机械加工,尤其是钻孔加工CFRP中树脂和碳纤维的物理性能差异大,导致其力学性能呈各向异性,层间结合强度低,孔加工过程中易产生分层撕裂毛刺和孔周围纤维拔出等加工缺陷而且,由于CFRP的高硬度高强度和导热性差等特点导致刀具磨损和失效快,使得加工质量差加工效率低化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)金刚石薄膜具有高硬度高热导系数高耐磨性以及低摩擦系数等特点,使其成为理想的工具涂层材料CVD金刚石涂层刀具因其优越的性能,有望成为解决CFRP加工难题的理想刀具本文致力于研究高性能金刚石涂层的制备及其在CFRP钻削中的应用研究,在硬质合金钻头表面沉积不同类型的金刚石薄膜,制备高质量的金刚石涂层钻头,通过CFR...  (本文共182页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
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微细刀具表面金刚石涂层的制备及其应用基础研究

微细零部件系统是微小尺度范围内综合机、电、液等技术而形成的高新技术产品,广泛应用在绿色能源、信息电子、航空航天、工业生产和仪器仪表等产业领域。微细切削是一种在介观尺度直接对工件进行切削去除的加工技术,具有卓越的三维加工能力、加工材料的普适性、加工效率和加工成本方面的综合优势,是微细零部件加工技术体系的重要组成部分。在微细切削过程中,由于刀具与工件间极高的切削速度会带来的二者间剧烈机械摩擦,这对微细刀具的耐磨损性能和抗工件粘附性能提出了比传统刀具更高的要求。普通硬质合金微细刀具在高速微细切削过程中,磨损严重、易折断、易粘附工件材料、效率低且消耗大。因此,微细切削行业迫切需要研究耐磨损性能更好、工作寿命更长的新型微细刀具来满足行业的发展需求。化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)金刚石薄膜具有硬度高、摩擦系数低、耐磨性强、表面化学惰性高,以及与许多工程材料间弱粘附性等优异的机械及摩擦学性能。由于热...  (本文共171页) 本文目录 | 阅读全文>>