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本文重点研究了YG16硬质合金表面经等离子体改性处理后的组织转变规律,重点探讨了硬质合金表面脱钴时间、脱碳温度、脱碳时间、渗碳时间等主要因素对等离子体改性效果的影响。等离子改性处理工艺包括Ar-H2等离子体刻蚀脱碳、Ar-H2-CH4等离子体渗碳处理,实验在直流等离子体射流CVD装置上进行。在此基础上,初步探讨了YG6硬质合金刀片表面分别涂覆Ni-P合金、Ni-P-WC、NJ-P-金刚石中间过渡层对沉积金刚石薄膜质量的影响。 研究结果表明: (1)YG16硬质合金表面经化学酸蚀脱钻后,硬质合金表面及次表层一定深度内空隙较多、疏松严重,WC颗粒明显外露,钻含量均很低(<0.5wt.%)。 (2)酸蚀脱Co的YG16硬质合金表面,经Ar-H2等离子体刻蚀脱碳处理后,表层形成一定厚度的纯W层,同时,高温(800-900℃)下表层的W再结晶形成细小颗粒使表面细化,晶粒平均尺寸测试结果为100nm。 (3)不同时间酸蚀脱Co YG16硬质合金(原始WC颗粒平均尺寸约3μm)表面,经Ar-H2等离子体刻蚀脱碳、Ar-H2-CH4等离子体渗碳复合处理后,表面WC颗粒明显细化,WC晶粒平均尺寸的测试结果为数十纳米。在脱碳温度适中(800℃左右)、脱碳和渗碳时间较长的条件下,即使是酸蚀脱钻20min的样品,心部Co原子也扩散、蒸发到表面空隙处富集,并细化、球化。 在等离子体脱碳、渗碳复合处理过程中,酸蚀脱钴时间和等离子体改性处理温度是两个重要的参数,对YG16硬质合金表面的改性效果具有显著影响。 (4)未脱钴YG6硬质合金刀片不同的表面机械预处理方法对金刚石的成核密度、生长速度和结晶质量有显著的影响,Co在表面明显富集。 (5)未脱钴YG6硬质合金刀片表面上化学镀Ni-P、Ni-P-WC中间过渡层对沉积金刚石薄膜的质量有不利影响。 (6)未脱钴YG6硬质合金刀片表面上化学镀Ni-P-金刚石中间过渡层有利于金刚石薄膜的沉积,且金刚石主要呈(100)刻面择优取向,但结合力较差。