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金刚石膜具有硬度高、耐磨性好、摩擦系数小、导热性高、热膨胀系数低和化学惰性等优良特性,在许多方面得到了广泛的应用,是最优良的刀具材料。特别是厚膜刀具具有比传统PCD刀具更加优良的性能,但由于CYD金刚石厚膜焊接刀具制造工艺还存在问题,限制了其应用,有必要开发新的金刚石厚膜刀具制备工艺。
本文对制备金刚石厚膜焊接刀具有关的大尺寸金刚石厚膜制备、激光切割金刚石厚膜、厚膜表面金属化、金刚石厚膜钎焊等问题进行初步研究。
研究HFCVD法制备CVD金刚石厚膜,实验参数对CVD金刚石膜的生长速度有重要影响,制备出直径φ38mm,厚度为400μm高质量的金刚石膜。
研究了激光切割金刚石厚膜时聚焦点、功率大小和保护气体对金刚石厚膜切割的影响。发现激光切割焦点位于中部,采用一次能切透厚膜的功率,氧气环境可以得到最小的切缝宽度、优良的断面质量。
研究金刚石厚膜金属化以及金刚石和刀架的焊接。采用Ti金属作为过渡层,提高了金刚石厚膜和硬质合金之间的润湿性,采用金属化的方法,Ti元素和金刚石充分接触,提高了焊接强度。
设计出一种剪切实验进行应力分析。采用剪切实验对制成的厚膜刀具进行实验,其剪切强度达到了190Mpa。