詳述如何檢測(cè)金剛石涂層刀具基體間結(jié)合力

　　CVD金剛石涂層是各種刀具涂層中性能較好應(yīng)用較為廣泛的一種涂層材料，金剛石涂層硬質(zhì)合金刀具的使用壽命較未涂層硬質(zhì)合金刀具要提高3～10倍，此外金剛石涂層刀具具有極高的硬度和耐磨性、低摩擦系數(shù)、高彈性模量、高熱傳導(dǎo)率、低熱膨脹系數(shù)等突出優(yōu)點(diǎn)，這些都大幅提高了刀具的附加值。但是，金剛石涂層刀具的發(fā)展仍舊存在技術(shù)層面和應(yīng)用方面的問(wèn)題，限制了金剛石涂層產(chǎn)業(yè)化發(fā)展道路，主要原因在于金剛石涂層與刀具基體間的結(jié)合力受諸多因素影響，結(jié)合力始終較差，容易導(dǎo)致涂層在生長(zhǎng)過(guò)程中或是使用過(guò)程中出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，影響金剛石涂層發(fā)揮應(yīng)有的效果。除了開(kāi)發(fā)改進(jìn)金剛石涂層刀具結(jié)合力的技術(shù)，還需要與檢測(cè)結(jié)合力強(qiáng)弱的方法相配合，才能更好地改善金剛石涂層應(yīng)用現(xiàn)狀，提高金剛石涂層的應(yīng)用效果。下面，博銳格小編為大家分享一下如何檢測(cè)金剛石涂層刀具基體間結(jié)合力的相關(guān)內(nèi)容吧。

　　當(dāng)前常用的金剛石涂層刀具結(jié)合力檢測(cè)方法主要有壓入法和劃痕法兩種，下面小編來(lái)詳細(xì)說(shuō)明兩種方法的具體內(nèi)容。

　　一、壓入檢測(cè)法

　　壓入法是20世紀(jì)80年代初才提出作為檢驗(yàn)結(jié)合強(qiáng)度的方法，進(jìn)入90年代后壓入法的力學(xué)理論分析得到發(fā)展,工程上也出現(xiàn)了新的壓入儀，即使用洛氏硬度計(jì)(1.471 kN)加載，引起與壓痕邊緣相鄰的膜層破壞，在卸載后用100倍的光學(xué)顯微鏡觀察，以評(píng)定其試驗(yàn)結(jié)果。

　　用壓入法測(cè)定膜基結(jié)合強(qiáng)度需要精確測(cè)定膜層開(kāi)裂或剝落的臨界載荷，而目前國(guó)內(nèi)外報(bào)道的壓入法實(shí)驗(yàn)是在分級(jí)的固定載荷下進(jìn)行，應(yīng)屬非連續(xù)加載，只能用內(nèi)插法確定，難以精確測(cè)定臨界載荷。另外，壓入法的加載載荷值相對(duì)較高，至小值為0.3kN，不適于脆性的硅基涂層檢測(cè)。

　　二、劃痕檢測(cè)法

　　劃痕法是表征膜基結(jié)合力非常廣泛、也是研究數(shù)量很多的一種方法。劃痕試驗(yàn)是20世紀(jì)30年代發(fā)明的，它是用一個(gè)直徑為200 μm的半球型壓頭在薄膜表面劃動(dòng)，同時(shí)逐漸加力，當(dāng)壓力達(dá)到一定值時(shí)，薄膜破裂剝落，這一載荷稱為臨界載荷。臨界載荷可用聲發(fā)射檢測(cè)，也可用摩擦力檢測(cè)，近來(lái)用顯微鏡觀察以剝落一定面積膜層所對(duì)應(yīng)的載荷定義更為精確。

　　實(shí)際上劃痕過(guò)程是很復(fù)雜的，既有正壓力又有摩擦力，整個(gè)劃痕實(shí)驗(yàn)過(guò)程可看成裂紋擴(kuò)展過(guò)程，金剛石壓頭與涂層表面接觸加載產(chǎn)生細(xì)微裂紋，隨著壓頭在涂層表面滑動(dòng)且載荷不斷加大，裂紋不斷向涂層內(nèi)部擴(kuò)展，直至擴(kuò)展到基體。臨界載荷值受到膜厚、膜與基體的硬度、膜層結(jié)構(gòu)以及膜基結(jié)合強(qiáng)度等因素的影響。

　　試驗(yàn)表明，在相同的膜基體系中，調(diào)控工藝如碳?xì)淞髁勘取⒉煌练e溫度等對(duì)膜基結(jié)合強(qiáng)度的影響，采用劃痕法能得到有效的結(jié)果。但對(duì)不同膜基體系，會(huì)有基體硬度效應(yīng)和膜層厚度效應(yīng)兩個(gè)非界面因素干擾，這兩個(gè)因素的變化有可能大于結(jié)合強(qiáng)度改變引起的臨界載荷的變化，因此劃痕法測(cè)定的臨界載荷是一個(gè)綜合指標(biāo)，代表的是膜基體系綜合承載能力。

　　以上就是如何檢測(cè)金剛石涂層刀具基體間結(jié)合力的相關(guān)知識(shí)說(shuō)明，通過(guò)上述內(nèi)容可知，常用的兩種檢測(cè)金剛石涂層結(jié)合力強(qiáng)度的方法各有其優(yōu)點(diǎn)和不足，在具體檢測(cè)時(shí)要根據(jù)不同條件情況來(lái)選擇合適的檢測(cè)方法。