CVD自支撑金刚石厚膜的氧化动力学研究CVD8,CVD,cvd8,Cvd,cvd
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CVD金刚石厚膜的机械抛光研究
化​学​气​相​沉​积​(​C​V​D​)​制​备​的​金​刚​石​膜​表​面​粗​糙​且​厚​薄​不​均​匀​,​在​许​多​情​况​下​不​能​直​接​使​用​,​必​须​对​其​进​行​抛​光​。​本​文​研​究​了​不​同​型​号​的​金​刚​石​微​粉​对​C​V​D​金​刚​石​厚​膜​研​磨​的​影​响​,​通​过​对​研​磨​结​果​的​比​较​分​析​,​优​化​出​一​种​高​质​量​高​效​率​的​抛​光​方​法​,​即​先​采​用​W0​和​W8​金​刚​石​微​粉​,​分​别​研​磨 ​h​,​然​后​用​W.金​刚​石​微​粉​研​磨 ​h​。​经​扫​描​电​子​显​微​镜​(​S​E​M​)​和​原​子​力​显​微​镜​(​A​F​M​)​测​试​分​析​表​明​：​金​刚​石​膜​的​平​均
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南京航空航天大学硕士学位论文
学气相沉积 CVD 金刚石膜是具有优异的力学、电学、热学、声学和化学性能
于一体的材料，在高科技领域具有十分广阔的应用前景.但是，CVD金刚石膜为多晶
材料，表面为杂乱分布的晶粒的堆积，显露出明显的棱角，表面粗糙度大，后续加工
比较困难。因此有必要对金刚石膜的加工展开研究，使其满足各种应用的要求沙一了一
具体的研究工作如下:
的鲤三CE-过程进行了探索和研究。
1.激光与金刚石相互作用的物理化学过程的机理研究。件光加热和热传导的
理论出发，研究了激光传热及其在金刚石表面引起的温度分布情况，以及在
不同的温度和激光
，金刚石膜发生的不同的物理和化学变化.并且在
实验研究的基础上
了激光刻蚀金刚石材料的基本规律。
2.在理论分析的基础上，开展了激光切割和抛光金刚石膜的实验研究。探讨了
激光切割和抛光金刚石膜的基本规律，详细探讨论述了激光的工艺参数对抛
光效果和抛光效率的影响。并使用现代分析技术，对抛光表面进行SEM扫描
电镜和拉曼光谱等理化分析，分析了丝逃妻ffli的微观表面形态和丝户堕选金
刚石膜的机理。
开展了金刚石膜的机械抛光研究，使用自制的研磨装置对金刚石膜进行精抛
光加工，分析抛光速度等工艺参数对加工效果和效率的影响，并通过SEM等
手段分析了微观形貌和抛光机理。
关键词:CV。金刚石澎激光，抛光，切割，机械研磨
CVD 金刚石厚膜的
正在加载中，请稍后...&&&&分析了cvd厚膜刀具材料的性能特点，对cvd金刚石厚膜进行了精密切削和难加工复合材料切削试验，结果表明：cvd金刚石厚膜刀具加工铝合金的表面粗糙度可达ra0.05μm；切削难加工复合材料时刀具耐磨性和使用寿命明显优于、
&&&&cvd金刚石厚膜材料为全晶质纯多晶金刚石，具有硬度高、导热系数大、摩擦系数小、各向同性等优良的物理性能，它既弥补了天然金刚石稀缺昂贵、各向异性等不足，同时又克服了人工合成单晶金刚石颗粒细小、聚晶金刚石膜界面结合强度低等缺陷，是制造的理想材料。在国外，cvd金刚石厚膜刀具已步入商业化应用阶段。在国内，对此类刀具的研究开发及产业化进程也不断加快。可以预见，
&&&&cvd金刚石厚膜为纯多晶金刚石材料，碳原子以sp3型共价键结合，其硬度接近天然金刚石，高于采用钴结合剂的聚晶金刚石cvd金刚石的晶粒度大小对耐磨性的影响不同于pcd。pcd刀具的晶粒尺寸越大，耐磨性越好，对粗加工较为有利；对于工件表面质量要求较高的精加工则需选用细晶粒pcd，但刀具耐用度有所降低。
&&&&金刚石的热导率高于所有其它材料。cvd金刚石的热导率为8～20w/cmk，远高于银的热导率具的高热导率有利于切削刃的热量传导，可避免因刀具发热而发生粘刀现象，从而提高刀具使用寿命，减少工件的热损伤和热变形。
&&&&cvd金刚石的热稳定性远高于在高温高压下合成的聚晶金刚石催化作用的金属0℃时发生石墨化反转。而cvd金刚石在空气中需700℃以上才开始氧化，在真空或惰性气体中的热稳定性可达1200℃以上。cvd金刚石厚膜刀具极高的热稳定性和化学稳定性可大大提高其切削性能，尤其适于在较高切削温度下加工高耐磨的新型复合材料。
&&&&单晶金刚石、聚晶金刚石、cvd金刚石的不同性能特点决定了它们的应用范围有所不同。除断裂韧性外，cvd金刚石的其它性能均优于pcd，两种刀具的应用范围基本相同，但pcd刀具更适合粗加工、半精加工以及切削冲击较大的加工场合，而
&&&&切削试验分别在某航天行业工厂和北京理工大学进行。试验用机床为瑞士制造的shaublin125型；试验用的4把cvd金刚石厚膜车刀片采用厚度为0.6mm的cvd金刚石厚膜焊接在硬质合金刀体上，刀片总厚度为1.6
&&&&用一把cvd金刚石厚膜车刀片加工硬铝合金～6μm，进给量f=0.01mm/r，切削速度v=120m/min。切削试验结果：被加工表面粗糙度ra=0.05μm提高有一定限制)，表明
&&&&用其它三把cvd金刚石厚膜车刀片分别切削三种复合材料：酚醛塑料基玻璃纤维增强复合材料m的铝基sicp颗粒增强复合材料。刀片几何角度为：g=0°，a=6°，kr=75°，kr’=15°；刀尖圆弧半径r=0.3～0.35mm。采用j19型检测刀具后刀面磨损带宽度
&&&&由图1可见，分别用cvd金刚石、pcbn、硬质合金强复合材料vb=0.15mm作为磨钝标准，yg8车刀的使用寿命仅为30分钟；pcbn车刀在使用50分钟后磨钝；而
&&&&由图2可见，在车削典型的难加工材料――铝基sicp颗粒刚石厚膜车刀切削30分钟后的后刀面磨损宽度vb仅为0.075mm左右，其耐磨性和使用寿命均大大高于硬质合金由图3可见，分别用cvd金刚石、pcd、pcbn三种车刀切削粒度约25μm的铝基sicp颗粒增强复合材料时，pcbn刀具在切削5分钟后磨钝；pcd刀具车削36分钟后其后刀面磨损宽度vb=0.12mm，已接近磨钝；而此时cvd金刚石厚膜车刀的后刀面磨损宽度vb仅为0.08mm。试验结果表明：cvd金刚石厚膜刀具的耐磨性最好，
&&&&综上所述，cvd金刚石厚膜刀具在半精密、精密中，具有比pcd、pcbn超硬刀具更好的耐磨性和更长的使用寿命。此外，由于cvd金刚石具有低摩擦系数和高热导率，允许采用较高切削速度而不致产生有害的热量积累，因此
&&&&cvd金刚石厚膜刀具切削硬铝合金表面粗糙度，因此该刀具适用于精密切削加工并有可能替代天然金刚石刀具用于超精密切削加工。
&&&&cvd金刚石厚膜刀具切削酚醛塑料基玻璃纤维增强复合材料、铝基sicp增强复合材料等难加工材料时的耐磨性、使用寿命等切削性能明显优于硬质合金刀具、
&&&&cvd金刚石厚膜刀具具有优异的切削性能，在超硬切削领域具有广泛的应用前景。
责任编辑：王海霞
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