Apa Diamond Coated Carbide?

1. Inti CVD Inti Inti Kimia Inti (CVD) intine nuduhake cara nggunake metode CVD, ing kahanan tekanan rendah, karo gas sing nduweni karbon kaya H2 lan CH4 minangka gas reaksi, reaksi kimia ing kondisi plasma sing dibantu lan tartamtu , sing mrodhuksi deposition partikel padhet. Diamond ditampa ing permukaan lemah. Mirip karo inten alam, inten CVD minangka kristal saka siji atom karbon lan minangka sistem kubik. Saben atom C ing kristal mbentuk ikatan kovalen karo orbital 4 hibrida sp 4 lan atom 4 C liyane, lan nduweni kekuatan lan kestabilan kuwat. Alam lan arah; dawa jaminan lan sudut ikatan antarane atom C lan atom C padha, lan disusun ing struktur jaringan spasial sing becik, nggawé berlian CVD ngatonake sifat mekanik, termal, optik, lan elektron sing padha karo berlian alam. Kinerja sing Komprehensif Kita kabeh ngerti, cadangan berlian alami ing alam donya, biaya pertambangan sing dhuwur, rega sing larang, angel banget kanggo ningkatake aplikasi ing lapangan industri. Mulane, sintesis inti saka cara gawean kayata suhu dhuwur lan tekanan dhuwur (HTHP) lan CVD wis dadi cara utama kanggo wong bisa nyedhiyakake materi sing apik banget karo sifat sing apik banget. Produk Diamond sing disintesis dening metode HTHP umume ana ing partikel partikel sing diskrèt. Senajan cara HTHP bisa nyiptakake kristal tunggal gedhe kanthi diameters luwih saka 10 mm kanthi perkembangan ilmu pengetahuan lan teknologi, produk saiki isih akeh kristal tunggal kanthi diameter 5 mm utawa kurang. Lan utamane bubuk waja. Sacoro bedane, ukuran kristal tunggal mirah sing disintesis kanthi cara CVD ditemtokake kanthi ukuran kristal biji, lan kristal tunggal berlapis sing luwih gedhe uga bisa diduweni kanthi nggunakake metode pertumbuhan sing akeh lan "mosaik". Kajaba iku, cara CVD uga bisa digunakake kanggo nyiapake film-film sing ndhukung self-supporting berlian kanthi heteroepitaxial deposition utawa berlian berlapis ing permukaan maneka warna komplèks kanggo mbentuk lapisan tahan tahan utawa protèktif. mirah. Bisa ditemokake yen berlapis CVD nduweni prospek aplikasi sing akeh banget ing pirang-pirang lapangan kayata mesin, pertahanan lan industri nuklir. Antarane wong-wong mau, aplikasi ing industri mesin utamane kalebu piranti penggilingan roda, alat pena pot, macem-macem alat cukur, lan liya-liyane. Nalika digunakake ing aspek kasebut, mung kekerasan, nyandhang resistance, lan stabilitas kimia saka inten, dibutuhake. Properti kaya mundhut dielektrik lan persiapan produk relatif gampang, saengga aplikasi ing alat kasebut minangka lapangan utama aplikasi industri skala besar berlian CVD.2. CVD Diamond Coated Carbide Tools Pemotong berlian saiki ing pasar utamané kalebu alat berlian kristal tunggal, alat polik kristal polycrystalline (PCD), alat welding film berlapis sing bobot, lan alat berlapis berlian. Sing terakhir yaiku aplikasi berlian CVD minangka alat. Antarane wong-wong mau, alat welding film sing bobot wesi iki disusun kanthi motong film tebal sing ndhukung film berlapis CVD kanthi ketebalan 0,3 mm utawa luwih banjur dilapisi ing sawijining substrat. Amarga film tebal berlian bisa dipotong dadi wangun loro-dimensi, luwih murah lan luwih fleksibel tinimbang piranti kristal tunggal. Kajaba iku, Co-bonds ora kalebu ing film kandel berlian dibandhingake karo alat PCD. Kualitas akurasi dhuwur lan rasio dhuwur nganggo. Kanggo piranti berlapis berlapis, metode CVD digunakake kanggo aplikasi lapisan berlian kurang saka 30 μm ing permukaan awak alat. Dibandhingake karo telung piranti liyane, cara CVD bisa ngaplikasikan berlian kanggo alat kanthi wangun komplèks kalebu macem-macem latihan, pemotong panggilingan, lan liya-liyane; lan wiwit lapisan berlian lancip lan wektu deposition cendhak, alat dilapisi ora perlu tindakake munggah. Processing, supaya biaya kurang. Mulane, analisa pasar alat saiki umume percaya yen piranti CVD berlapis berlian bakal dadi salah siji arah pangembangan pangembangan paling penting ing industri alat. Saka akeh bahan alat, WC-Co cemented carbide sing paling akeh digunakake. Ora mung nduweni kekuwatan dhuwur, stabilitas termal banget, nanging uga nduweni kekuatan dhuwur lan ketahanan apik. Iku lapisan berlian sing becik. Bahan dasar tool layer. CVD berlapis CVD berlapis berlapis berlapis baja berlapis berlapis disiapake saka berlian CVD ing permukaan karbida cemented WC-Co bisa sampurna gabungke resistansi haus banget diamond, pelonggaran panas, lan toughness karbida cemented. Efektif ngatasi kontradiksi antarane kekerasan lan kekuwatan bahan alat sing ana, lan ningkatake kinerja potong lan nyawiji layanan alat karbida. Ing logam non-ferrous lan paduanipun, manéka partikel utawi bahan serat ingkang dipunpérangan serat, keramik kinerja tinggi lan pangolahan sanèsipun Bidang menika gadhah prospek aplikasi ingkang wiyar. 1 Cutting pinggiran (a) alat uncoated lan (b) alat dilapisi mirah sawise nglereni tesFig. 2 Saluran perwakilan pungkasan ing Al alloy sawise dicithak dening (a) alat sing ora dirudèkaké lan (b) alat sing dilapisi intiisi Ing ringkesan, alat karbida dilapisi berlian ngetokaké kinerja apik sajrone ngowahi, nyithak, lan ngebur. Contone, panganggone pinggir motong cilik, urip layanan dawane, lan mesin ora "nempel" lan akurasi Pangolahan dhuwur. Mulane, dibandhingake karo piranti liyane, alat karbida berlapis berlapis luwih bisa nyukupi syarat pangolahan bahan anyar sing saiki lan pemotongan ultra-presisi. 3. Masalah lan Solusi CVD Diamond Coated Carbide ToolsAwhantine akeh hasil panaliten nunjukake yen alat-alat karbida dilapisi berlian CVD nduweni performa apik lan umur layanan sing panjang, ana uga laporan uji coba produksi sukses dening sawetara manufaktur ing omah lan luar negeri. Nanging nganti saiki, alat iki durung diterapake ing produksi industri berskala gedhe. Alasan utamane yaiku piranti sing dilapisi berlian saiki sing digawe isih nduweni masalah kayata kekuatan ikatan sing kurang antarane lapisan lan substrat, roughness permukaan sing gedhe banget saka lapisan berlian, lan stabilitas kualitas sing kurang. Antarane, kekuatan ikatan sing kurang saka lapisan kasebut minangka kendala teknis tombol sing mbatesi aplikasi gedhe saka alat iki. Alesan utamane kanggo kekuatan ikatan sing kurang saka lapisan berlian yaiku anané fase Co-bonded ing substrat karbida cemented. Ing CVD temperatur deposisi berlian (600 ~ 1200 ° C), Co nduweni meksa uap kejenuhan dhuwur, bakal kanthi cepet nyebar menyang permukaan substrat, nyegah nukleasi inti lan pertumbuhan, lan ngetokake pembentukan grafit lan karbon amorf, Kekuwatan ikatan antar substrat karbida sementet dikurangi. Kajaba iku, prabédan ing sifat-sifat fisik kayata konstanta catu, kekerasan, lan koefisien ekspansi termal (CTE) antarane bahan berlian lan karbida cemented uga dadi panyebab utama kekuatan ikatan sing kurang saka lapisan. kristal kanthi konstanta kisi a0 = 0.35667 nm, kekandelan 60 ~ 100 GPa, lan CTE saka 0,8 ~ 4,5 × 10-6 / ° C. Karbida cemented kasusun utamane saka partikel WC lan pengikat Co. WC Kanggo struktur kristal heksagonal cedhak, konstanta kisi a = 0.30008 nm, c = 0.47357 nm, karbida karbida cemented kira-kira 17 GPa, lan CTE kira-kira 4.6 × 10-6 / ° C. Bentenane iki bakal ngasilake salutan berlian lan Stress termal ing antarmuka substrat karbida cermat ora kondhisi karo adhesion saka lapisan berlian ing substrate cemented carbide. Akeh panaliten sing nuduhake yen pretreatment saka permukaan cemented substrat karbida kanggo ngurangi efek sing saleh saka Binder Co ing endapan saka lapisan berlian iku cara sing paling efektif kanggo ningkatake kekuatan ikatan saka lapisan salutan / cemented carbide. Cara pretreatment utama saiki kalebu: (1) Permukaan Permukaan Co TreatmentThis metode biasane nganggo sarana fisik utawa kimia kanggo mbusak Co lapisan permukaan WC-Co supaya nyuda utawa ngilangi pangaruh negatif lan nambah kekuatan ikatan antara berlian lapisan lan lapisan. Antarane wong-wong mau, sing paling akeh dipigunakaké ing industri yaiku "metode rong langkah asam-asam", sing nggunakake solusi Murakami (1: 1: 10 KOH + K3 [Fe (CN) 6] + H2O) partikel lan roughen karo paduan keras. Lumahing kasebut banjur diikat nganggo larutan asam Caro (H2SO4 + H2O2) kanggo mbusak permukaan Co. Cara iki bisa nyegah efek katalitik negatif saka Co kanggo ngilangi lan nambah kekuatan ikatan saka lapisan berlian. Nanging, sawise proses, bakal mbentuk zona longgar cedhak substrat cedhak lapisan permukaan, ngurangi kekuatan fraktur alat sing dilapisi, lan Co Sing luwih dhuwur ing isi binder, luwih abot ing kinerja alat. ( 2) Aplikasi lapisan transisi Cara iki nyiyapake siji utawa luwih lapisan lapisan transisi antarane lapisan berlian lan substrat karbida cemented kanggo mblokir penyebaran Co lan suppressing efek katalitik negatif ing deposition berlian. Liwat pilihan lan desain materi sing cukup, lapisan transisi sing disiapake uga bisa nyuda owah-owahan abrupt saka sifat-sifat fisik antarmuka, lan ngurangi stres termal sing disebabake dening beda-beda sifat fisik kayata CTE antarane lapisan lan substrat. Aplikasi saka metode transisi umum ora nyebabake karusakan ing lapisan permukaan saka substrat, utawa ora nyebabake sifat mekanik kayata kekuatan patahan alat pelapis, lan bisa nyiapake pelapis berlapis CVD ing kandungan Co dhuwur cemented carbides , lan mulane saiki lagi nliti lan ningkatake WC- Metode sing disenengi saka ikatan lapisan berlian ing permukaan substrat Co. Seleksi lapisan transisi lan metode persiapan Miturut analisis sadurunge, penerapan metode lapisan transisi kanthi efektif bisa nyegah efek katalitik negatif saka Co, lan ora bakal ngrusak matriks. Nanging, kanthi efektif kanggo entuk fungsi nambah kekuatan ikatan saka lapisan berlian, pilihan materi lan metode persiapan lapisan transisi penting banget. Pemilihan bahan lapisan transisi umum mbutuhake sapérangan prinsip: (1) Nduweni stabilitas termal sing apik. Temperasi deposisi saka lapisan mirah yaiku 600 ~ 1200 ° C, materi lapisan transisi bisa tahan suhu sing luwih dhuwur, ora kedadeyan alus lan melting; (2) Kekerasan lan sipat CTE sing paling apik diselehake antarane intan lan karbida cemented kanggo nyuda stres termal sing disebabake kinerja mismatching; (3) Ngalangi Co saka pindhah menyang permukaan sajrone deposisi berlian utawa bereaksi karo Co kanggo mbentuk senyawa stabil; 4) Kompatibilitas apik karo bahan berlian. Diamond bisa nukleat lan tuwuh ing permukaan lapisan transisi. Ing inti nukleasi, inten berlian bisa nukleus kanthi cepet lan nduwe tingkat inti nukleasi. (5) Sifat kimia stabil lan nduweni kekuatan mekanik tartamtu, saéngga mbentuk pembentukan lapisan intermedièt alus lan ngrugèkaké kinerja lapisan sistem. Saiki, wong sinau lan nggunakake lapisan transisi utamané kalebu logam, karbon / nitrida logam, lan lapisan transisi komposit sing dumadi saka sawijining. Antarane, Cr, Nb, Ta, Ti, Al lan Cu umume digunakake minangka bahan lapisan transisi kanggo lapisan transisi logam, lan plating PVD, electroplating, lan electroless sing umum digunakake minangka metode persiapan, lan cara PVD paling akeh digunakake. Hasil nuduhake yen lapisan transisi kawangun dening logam karbon-philik luwih efektif kanggo ningkatake kekuatan ikatan lapisan salju tinimbang logam karbon sing lemah. Ing tahap dhisikan saka deposisi ireng, lapisan karbida kawangun ing permukaan lapisan logam, lan lapisan karbida iki ndadekake nukleasi lan pertumbuhane intan. Nanging, lapisan transisi logam duweni CTE gedhe lan syarat dhuwur kanggo ketebalan. Yen banget kandel, bakal nyebabake paningkatan stres termal, ngurangi kekuatan ikatan, lan dadi tipis banget kanggo ngalangi difusi njaba saka Co. Kajaba iku, lapisan transisi logam relatif alus, sing setara karo nambah Lapisan alus ing tengah-tengah phase hard, sing ora kondhisi karo gelar sing cocog kanggo kinerja sistem lapisan. Kekerasan lapisan transisi karbon / nitride luwih dhuwur tinimbang logam murni, lan ora ana masalah ngurangi kinerja panggunaan alat dilapisi. WC, TiC, TaC, TaN, CrN, TiN, lan SiC saiki dadi senyawa lapisan transisi sing paling diteliti lan digunakake. Lapisan transisi kasebut umum disiapake dening magnetron reaksi sputtering lan cara liyane. Pasinaon wis ditampilake yen lapisan transisi karbon / nitrida bisa sacara efektif ngalangi penyebaran Co, saéngga bisa nambah kekuatan ikatan saka lapisan berlian nganti sawetara. Tingkat dandan saka kekuatan ikatan ing lapisan transisi kuwi umumé gumantung marang pencocokan CTE saka lapisan transisi kanthi matriks lan intan, struktur lapisan transisi, lan wettability saka material lapisan transisi lan berlian. logam carbides duwe CTE murah tinimbang nitrida logam, lan nalika lapisan transisi karbida digunakake, perhiasan bisa nukleasi langsung ing lapisan transisi, sing luwih cendhak wektu nukleasi dibandhingake karo lapisan transisi logam lan lapisan transisi nitrat. Saka iki kita bisa ndeleng sing carbides minangka salah siji bahan lapisan transisi paling becik. Antarane bahan karbida logam, HfC, NbC, Ta C, lan liya-liyane duwe CTE sing relatif kurang. Kajaba iku, SiC carbide non-metalik nduweni CTE paling ing kabeh carbides (β-SiCCTE = 3,8 × 10-6 / ° C), sing ana ing antarane karbida lan inten cemented. Mulane, ana akeh panliten ing lapisan transisi SiC. Contone, Cabral G lan Hei Hongjun migunakake cara CVD kanggo nyiapake lapisan transisi SiC ing permukaan karbida cement kanggo deposition of diamond coating. Hasil kasebut nunjukake yen lapisan transisi SiC bisa efektif ningkatake ikatan antara lapisan berlian lan substrat karbida cemented. Inti, nanging cara CVD sacara langsung nyiapake lapisan SiC ing permukaan karbida cemented, isi Co binder phase ing substrat karbida cemented ora gampang banget (umume <6%), lan suhu endapan kudu dikontrol ing sawetara sing kurang (umume 800 ° C utawa luwih). Iki utamane amarga kasunyatan sing tumindak katalitik saka phase Co-binder signifikan ing suhu dhuwur, asil ing pembentukan whiskers SiC, lan ana jumlah gedhe voids antarane whiskers lan ora bisa digunakake minangka lapisan transisi . Nanging, ing temperatur deposition sing kurang, pelapis-pelapis SiC sing amorph sing ora bisa dianggep rawan. Mulane, sawetara suhu deposisi sing padhet, terus, lan nyenengake panggunaan minangka lapisan penyangga lapisan lapisan SiC digawe luwih cilik. Mulane, nalika sawetara peneliti nggunakake SiC minangka lapisan transisi, kanggo ngasilake kekuatan ikatan sing dhuwur, perlu nggunakake etching dhisik kanggo mbusak Co ing lapisan padhas sing keras. Akibat saka katalis katalitik Co dadi salah sawijining faktor kunci sing mbatesi penggunaan SiC minangka lapisan transisi. Lapisan transisi gabungan umum yaiku lapisan multi-lapisan sing kasusun saka gabungan saka loro utawa luwih jinis logam utawa logam karbon / bahan nitrida. Saiki, ana akeh lapisan transisi komposit kalebu W / Al, W / WC, CrN / Cr, lan ZrN /. Mo, TaN-Mo, lan 9x (TaN / ZrN) / TaN / Mo, lan liya-liyane, uga cara PVD utawa CVD. Lapisan transisi kuwi umumake lapisan lapisan panyimpenan Co lan nukleasi kayadene berlian sing ningkatake lapisan, yaiku persyaratan fungsional lapisan transisi kanthi wareg kanthi nggunakake bahan multilayer sing cukup. Dibandhingake karo lapisan transisi logam tunggal lan lapisan transisi karbon / nitrida, lapisan transisi komposit luwih kondusif kanggo ngapikake kekuatan ikatan antarane lapisan berlian lan substrat karbida cemented. Nanging, kanggo entuk lapisan transisi komposit kanthi performa apik, perlu kanggo nindakake pamilihan lan desain material sing cukup. Yen ora, efek sing dikarepake ora bisa diraih amarga beda banget karo sifat fisik saka bahan utawa tambah antar muka. Saka perspektif metode persiapan lapisan transisi, saiki peneliti paling akeh nggunakake pamisahan uap fisik (PVD) electroplating, electroless plating, lan CVD kanggo nyiapake lapisan transisi. Lapisan transisi sing ditampa lan matriks biasane ditindakake sacara fisik utawa mung ana. Lapisan difusi nanometer-tebal, sing nambah siji utawa luwih antar muka anyar antarane lapisan lenga / semen berlian. Owah-owahan tiba-tiba ing sifat fisik kayata CTE lan kekerasan antarane materi transisi lan WC-Co uga bakal nimbulaké masalah stres interfacial, lan stres interfacial iki bakal nambah kanthi nambah ketebalan lapisan transisi lan nomer lapisan transisi, nggowo pengaruh kanggo sawetara ombone. Tambah kekuatan ikatan. Sabanjure, adoh saka SiC, ana uga beda-beda ing properti kayata CTE lan kekerasan antarane bahan lapisan transisi lan berlian liya, sing ora kondusif kanggo ningkatake kekuatan ikatan. Mulane, kanggo nemokake metode preparasi anyar lapisan transisi, diwenehi lapisan transisi kanthi gradien komposisi lan komposisi, lan supaya ora ana antarmuka stres sing disebabake antarmuka anyar, iku penting banget kanggo nambah kekuatan ikatan berlian lapisan.
Sumber: Meeyou Carbide