纳米金刚石热浸渗高速钢刀具表面强化技术

常京龙

(天津冶金职业技术学院，天津 3004002)

0 引言

高速钢作为一种常见切削刀具材料，因具备良好的工艺性、强度、韧性等优势沿用至今，特别是在复杂刃形刀具制造与使用方面始终居于主导地位.但高速钢刀具与硬质合金刀具相比在硬度、红硬性、耐磨性等方面存在着先天不足，这就制约了其使用更广泛性.在上世纪70年代末，涂层高速钢刀具的出现，才在本质上改变了高速钢刀具的切削性能［1-2］，有效地解决了高速钢的缺陷和不足.但是涂层高速钢刀具涂层厚度受到限制，涂层内因较大的残余应力易产生微裂纹，涂层发生剥落而失效，这又致使高速钢涂层刀具性能存在不稳定缺陷和价格较高等缺点［3-4］.

近年来，纳米材料的应用研究已经涉及到多个领域，并取得了越来越显著的成果，也成为目前各发达国家优先研究的热点之一［5-6］.

本文作者利用纳米级金刚石热浸渗技术将高速钢刀具的表面进行了强化，制备的刀具有高强度、高硬度、高塑性、抗冲击、难腐蚀、耐磨损、无渗透界面的超细晶粒的梯度材料刀具，并对此刀具的切削性能做了进一步的研究.

1 纳米金刚石热浸渗原理

纳米金刚石微粒扩散到金属材料的晶粒中，能够改变金属材料表面的微观组织结构，从而有效的改善材料物理特性［7-8］.高速钢在723℃开始发生相变，从马氏体向奥氏体的转变，在930℃时基本完成转变，在马氏体向奥氏体的转变过程中，钢材的体积收缩，其中有些收缩……