【摘 要】
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长久以来,金刚石凭借硬度高的特性被作为切削工具,其中化学气相沉积（Chemical vapor deposition,CVD）金刚石膜因为拥有优良的光学、热学和电学性能被广泛应用。而金刚石的高硬度也导致CVD金刚石膜难以被抛磨加工,目前,国内外相关领域的工作人员正在使用或研究的抛磨技术主要有机械抛磨、热化学抛磨、化学机械抛磨和激光抛磨等,但皆无法兼顾抛磨效率与成本。本文通过在金刚石颗粒表面镀Cr,
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长久以来,金刚石凭借硬度高的特性被作为切削工具,其中化学气相沉积（Chemical vapor deposition,CVD）金刚石膜因为拥有优良的光学、热学和电学性能被广泛应用。而金刚石的高硬度也导致CVD金刚石膜难以被抛磨加工,目前,国内外相关领域的工作人员正在使用或研究的抛磨技术主要有机械抛磨、热化学抛磨、化学机械抛磨和激光抛磨等,但皆无法兼顾抛磨效率与成本。本文通过在金刚石颗粒表面镀Cr,再用低熔点合金将Fe金属包覆到镀Cr金刚石上的方法,制备出从内到外依次为金刚石、Cr镀层、含Fe合金层的新型复合镀层磨粒,将此磨粒制成磨具,基于机械化学磨削的原理,利用Fe可与金刚石反应生成碳化铁的特点和金刚石自身的高硬度对CVD金刚石膜进行化学和机械协同磨削,达到提高CVD金刚石膜材料去除率的目的。主要研究内容如下:（1）通过真空微蒸发镀工艺在金刚石颗粒表面制备的Cr镀层,作为在金刚石颗粒表面制备复合镀层的基础。实验结果表明,在镀覆温度850℃,保温时间90min条件下金刚石表面Cr镀层均匀致密,镀层厚度约为1.21μm,金刚石表面生成Cr3C2,镀铬金刚石比原始金刚石冲击韧性高10.20%。随着镀覆温度和保温时间的提高,镀层中有碳化铬生成,镀层厚度增加,镀层中Cr3C2比例下降。（2）使用适量临时粘结剂在镀Cr金刚石表面包裹低熔点合金,于烧结温度650℃,保温时间15min条件下将Fe包覆在镀Cr金刚石上,制得包含Fe的复合镀层金刚石颗粒。并将此磨粒制作成磨具,此磨具对CVD金刚石膜的材料去除率达到12.19μm/h,远高于未镀金刚石磨粒磨具的材料去除率。复合镀金刚石磨粒磨具的磨削碎屑中出现Fe2C,表明此磨具对CVD金刚石膜进行机械和化学协同磨削。
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