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CVD金刚石薄膜因其具有高硬度、高导热系数、低摩擦系数和低热膨胀系数等众多优良的的性能,而被认为是21世纪最具有发展前景的新型刀具涂层材料,适用于高硅铝合金、金属复合材料、工程陶瓷、纤维增强塑料等难加工材料切削加工。CVD金刚石薄膜涂层刀具是通过化学气相沉积在硬质合金基体上沉积金刚石薄膜制备而成的。金刚石涂层刀具既有很高的耐磨性又有良好的冲击韧性,涂层摩擦系数小,导热性能好的优点。该种刀具制造工艺相对简单,成本较低,尤其可以通过在硬质合金基体上直接沉积而制造复杂形状的金刚石涂层刀具,如铣刀、钻头等,在高速切削加工难加工材料方面显示出极具潜力的应用前景。本文针对复杂形状CVD金刚石薄膜涂层刀具的制备及在切削加工中所涉及到的关键性技术问题进行研究。首先,对热丝CVD沉积金刚石薄膜的动力学模型进行分析,同时结合实验室所进行的金刚石薄膜制备试验中所获得的试验数据和检测结果,优化金刚石薄膜沉积工艺。并研究适合复杂形状硬质合金刀具硬质合金硬质合金基体的预处理方法,对传统的酸碱二步预处理方法中的处理参数进行优化,得到最优二步预处理参数。在此基础上,开发一种酸碱二步预处理与微波等离子脱碳还原处理相结合的新型复合预处理方法。其次,分别以带有复杂槽型的硬质合金刀片(SCMT120408-HR)为基体,制备不同预处理和涂层类型的金刚石薄膜涂层刀具。通过扫描电镜、拉曼谱等方法研究复杂槽形硬质合金可转位刀片表面不同部分(如切削刃、前刀面、后刀面等处)和截面的金刚石薄膜形貌和特征,并分析预处理方法和沉积工艺对金刚石薄膜表面形貌的影响。通过玻璃纤维增强塑料的车削试验,研究薄膜与基体之间的附着强度、不同涂层制备方法对刀具磨损和加工工件表面粗糙度的影响。第三,以WC-Co(YG6)硬质合金PCB铣刀(STARBIDE455060,Φ6.35mm)为衬底,优化预处理工艺和沉积工艺,得到均匀性好,附着强度强的金刚石薄膜涂层PCB铣刀。采用玻璃纤维增强复合材料的铣削试验对金刚石涂层刀具的附着强度和切削性能进行评价。