微米及纳米金刚石涂层扁钻的制备及其切削性能

• 作者: 冯浩人 刘中云 向道辉 姚云龙 赵波 郭振海
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 热丝化学气相沉积 MCD薄膜 NCD薄膜 扁钻 切削性能
• 年，卷（期）: 2018,（8）
• 所属期刊栏目: 表面摩擦磨损与润滑
• 页码范围: 113-120
• 页数: 8页
• 分类号: TG174.44
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2018.08.017

摘要

目的　研究微米金刚石薄膜(Microcrystalline diamond film,MCD film)和纳米金刚石薄膜(Nanocrystalline diamond film,NCD film)的微观组织结构和表面质量,以及由两种薄膜涂覆制成的微米金刚石涂层扁钻(MCD coated spade drill)和纳米金刚石涂层扁钻(NCD coated spade drill)在切削碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced plastics,CFRP)时的切削性能.方法 采用热丝化学气相沉积法在硬质合金扁钻上分别制备MCD薄膜和NCD薄膜.使用扫描电子显微镜观察金刚石薄膜的表面和横截面形貌,利用白光干涉表面轮廓仪测量薄膜的表面粗糙度值,使用拉曼光谱仪检测薄膜的结构成分,利用X射线衍射仪(XRD)检测薄膜的晶体结构和晶面取向,通过切削实验分析无涂层刀具和微、纳米涂层刀具的切削性能.结果 制成的MCD和NCD薄膜涂覆均匀,两种薄膜的厚度都为8μm,晶面取向均以(111)面和(220)面为主.MCD薄膜晶粒棱角分明,平均晶粒尺寸为2～3μm,NCD薄膜的表面更光滑,平均晶粒尺寸为100 nm.MCD和NCD薄膜测定区域的表面粗糙度值分别为0.4μm和0.24μm.在相同的切削条件下,无涂层刀具钻削30个孔后,刀具已经达到了报废标准,不能继续使用.两种金刚石涂层刀具各钻削50个孔后,MCD和NCD涂层刀具后刀面的最大磨损量分别为0.192 mm和0.093 mm,均没有超过磨钝标准VB=0.2 mm(后刀面磨损带宽度),其中NCD涂层刀具的耐磨性最好.结论 MCD和NCD薄膜,尤其是NCD薄膜,能够有效地提高硬质合金刀具的耐磨性,延长刀具的使用寿命.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	赵波	河南理工大学机械与动力工程学院	186	1176	16.0	23.0
2	向道辉	河南理工大学机械与动力工程学院	23	112	6.0	10.0
3	姚云龙	河南理工大学机械与动力工程学院	3	7	2.0	2.0
4	郭振海	河南理工大学机械与动力工程学院	3	7	2.0	2.0
5	刘中云	河南理工大学机械与动力工程学院	4	7	2.0	2.0
6	冯浩人	河南理工大学机械与动力工程学院	2	3	1.0	1.0