CVD金刚石在齿轮磨齿机中的应用探究

王士虎，兰 辉 ，王焱铂,柴 斌

(秦川机床工具集团股份公司，陕西 宝鸡 721009)

1 CVD的主要制造方法

CVD(化学气相沉积金刚石)与高温高压(HTHP)金刚石相比，无金属催化剂，它的热稳定性和强度接近天然金刚石。与高温高压人工合成聚晶金刚石(PCD)一样， CVD 金刚石晶粒也呈无序排列，无脆性解理面，因此呈现各向同性。金刚石的高硬度、高耐磨性使得金刚石薄膜成为极佳的工具材料，CVD金刚石现在亦被用为刀具材料的一种。

作为工具材料，CVD金刚石有多种不同的应用形式。第一种形式是将CVD金刚石切割、研磨，并焊接到工具的端部。由于这种钎焊强度远低于 PCD 材料金刚石层与硬质合金之间的结合强度，当它应用于断续切削时，其界面的连接就显得很脆弱。若能够解决 CVD 金刚石的钎焊问题，那么 CVD 金刚石刀具材料将能够在整个机械加工领域同 PCD 材料竞争。这种刀具材料与 PCD 相比，具有热稳定性好、工具使用寿命长的优点。缺点是晶粒间的内聚强度低，材料表现出较大的内应力和脆性。另外，由于 CVD 金刚石缺乏导电性，阻碍了该材料对电火花切割和抛光加工技术的应用。第二种形式是通过粉末冶金(烧结法)或电镀的方法，把CVD金刚石膜片固定在基体上，通过这样的方法CVD金刚石和基体之间能获得相当牢固的结合，不至于在使用中掉落。这种工艺主要应用于磨轮、滚轮。第三种形式是将CVD金刚石膜直接沉积到工具表面上，薄膜厚度较薄，主要用于金属切削工具。相比于一般的金属切削刀具，此种刀具具有切削效率高、切削工件表面光洁度较好的优点。……