在硬质合金刀具表面沉积金刚石涂层是提高其切削寿命和切削性能的有效途径,然而在金刚石涂层沉积过程中由于刀具基材中钴催化石墨生长会导致涂层-基体之间结合力差,涂层刀具性能变坏从而阻碍了金刚石涂层工具的产业化应用。本文采用两种等离子体钝化预处理方法(等离子体硼氮共渗预处理、等离子体渗硼预处理)和传统MC试剂预处理方法抑制钴的有害作用,再利用自制的石英钟罩式微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置,以甲烷、氢气和氩气为原料,在预处理后的硬质合金刀具上制备金刚石涂层。研究表明:(1)通过等离子体硼氮共渗预处理,在硬质合金刀具表层获得以Co WB化合物为主的钝化层,钝化层致密、均匀,无单独钴相存在。单位质量下硼原子平均摩尔百分比为77.24%,预处理温度为700℃。在其表面制备出纳米金刚石涂层,经压痕试验和切削实验检测发现膜压痕半径最小、切削寿命最长。(2)通过等离子体渗硼预处理在硬质合金刀具表层形成以Co WB、Co W2B2化合物为主的钝化层,可有效固化钴原子。EDX能谱分析发现钝化层中硼原子平均摩尔百分比为36.45%,表面可沉积出纳米金刚石涂层,其压痕半径和切削寿命差于硼氮共渗。(3)MC试剂处理得到的表面硬度最低、粗糙度最大,在MC试剂处理刀具表面同样可沉积出纳米金刚石涂层但其压痕半径最大、切削寿命最短。(4)MC法预处理、等离子体渗硼、离子体硼氮共渗三种不同预处理膜-基界面石墨含量依次降低,涂层结合强度和切削性能逐渐提高。本文对比了三种预处理方法对膜-基结合力的影响,并从预处理表面特征(MC及钝化层外观性能、物相组成、渗硼量、渗硼温度),金刚石薄膜性能(外观、晶粒尺寸),膜压痕实验,切削实验四个方面做了深入研究,结果表明等离子体硼氮共渗预处理是提高膜-基结合力的一种有效方法。