金刚石涂层硬质合金刀具因具备极其优异的物理性能,使其在当前机加工行业拥有不可替代的地位,然而受硬质合金中Co的石墨催化影响而使涂层结合力较弱,这是金刚石涂层刀具发生失效的主要原因。为克服Co的消极作用,本文采用空心阴极离子渗氮、热丝离子渗氮、脱碳热处理的方式对硬质合金表面改性,随后采用自主设计热丝CVD设备在以上预处理过后的硬质合金表面进行金刚石涂层沉积。使用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、拉曼光谱仪、维氏硬度计、洛氏硬度计对预处理过后的基体表面物相与组织、金刚石涂层质量进行表征。主要研究成果如下:（1）采用空心阴极离子渗氮和热丝离子渗氮的方式可将硬质合金表面的Co转化为Co₄N。然而受设备温度上限制约,N无法扩散至硬质合金深层。渗氮气氛中的N含量越高,越有利于Co₄N的形成,纯N₂气氛最佳。热丝离子渗氮的方式均可引起YG6和YG12硬质合金表面Co的刻蚀,进而降低表面Co含量但产生表面凹坑。（2）脱碳热处理可将YG6硬质合金表层Co转化为各种Co化合物,几乎不含0价态Co。在常压1000℃脱碳热处理4h的过程中,H₂的添加将明显促进硬质合金的脱碳,H₂添加前后,其中0价态Co的几乎完全转化层分别是2.5μm和8μm,但会引起表面Co元素富集。另外,在常压700℃脱碳热处理4h作用下,采用优化的工作气氛:N₂/H₂=50/6,可使表层1.5μm以内的0价态Co几乎完全转化为Co₃W,且不会使表面Co含量增加。（3）低温低偏压的空心阴极离子渗氮对Co的刻蚀作用较弱,表面Co₄N并不明显促进金刚石涂层形核和生长。纯N₂气氛下,除了形成极薄的Co₄N层,高温高偏压的热丝离子渗氮对Co的刻蚀作用较强,晶面发育较好的金刚石涂层可沉积在YG6和YG12硬质合金表面;但表面Co被刻蚀而产生的凹坑,使涂层不具备良好结合力。（4）对于YG6硬质合金,1000℃脱碳热处理所形成的Co转化层不能促进金刚石涂层形核和生长。而在优化的700℃、工作气氛N₂/H₂=50/6、保温4h的常压脱碳热处理后的硬质合金表面,可沉积出具备良好结合力、结晶度高的微米晶金刚石涂层;气氛中H₂含量的降低将增强随后金刚石涂层过程中的石墨化程度,降低金刚石涂层质量。