詳述如何檢測金剛石涂層刀具基體間結合力

　　CVD金剛石涂層是各種刀具涂層中性能較好應用較為廣泛的一種涂層材料，金剛石涂層硬質合金刀具的使用壽命較未涂層硬質合金刀具要提高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、高熱傳導率、低熱膨脹系數(shù)等突出優(yōu)點，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)展仍舊存在技術層面和應用方面的問題，限制了金剛石涂層產業(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合力受諸多因素影響，結合力始終較差，容易導致涂層在生長過程中或是使用過程中出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，影響金剛石涂層發(fā)揮應有的效果。除了開發(fā)改進金剛石涂層刀具結合力的技術，還需要與檢測結合力強弱的方法相配合，才能更好地改善金剛石涂層應用現(xiàn)狀，提高金剛石涂層的應用效果。下面，博銳格小編為大家分享一下如何檢測金剛石涂層刀具基體間結合力的相關內容吧。

　　當前常用的金剛石涂層刀具結合力檢測方法主要有壓入法和劃痕法兩種，下面小編來詳細說明兩種方法的具體內容。

　　一、壓入檢測法

　　壓入法是20世紀80年代初才提出作為檢驗結合強度的方法，進入90年代后壓入法的力學理論分析得到發(fā)展,工程上也出現(xiàn)了新的壓入儀，即使用洛氏硬度計(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倍的光學顯微鏡觀察，以評定其試驗結果。

　　用壓入法測定膜基結合強度需要精確測定膜層開裂或剝落的臨界載荷，而目前國內外報道的壓入法實驗是在分級的固定載荷下進行，應屬非連續(xù)加載，只能用內插法確定，難以精確測定臨界載荷。另外，壓入法的加載載荷值相對較高，至小值為0.3kN，不適于脆性的硅基涂層檢測。

　　二、劃痕檢測法

　　劃痕法是表征膜基結合力非常廣泛、也是研究數(shù)量很多的一種方法。劃痕試驗是20世紀30年代發(fā)明的，它是用一個直徑為200 μm的半球型壓頭在薄膜表面劃動，同時逐漸加力，當壓力達到一定值時，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，也可用摩擦力檢測，近來用顯微鏡觀察以剝落一定面積膜層所對應的載荷定義更為精確。

　　實際上劃痕過程是很復雜的，既有正壓力又有摩擦力，整個劃痕實驗過程可看成裂紋擴展過程，金剛石壓頭與涂層表面接觸加載產生細微裂紋，隨著壓頭在涂層表面滑動且載荷不斷加大，裂紋不斷向涂層內部擴展，直至擴展到基體。臨界載荷值受到膜厚、膜與基體的硬度、膜層結構以及膜基結合強度等因素的影響。

　　試驗表明，在相同的膜基體系中，調控工藝如碳氫流量比、不同沉積溫度等對膜基結合強度的影響，采用劃痕法能得到有效的結果。但對不同膜基體系，會有基體硬度效應和膜層厚度效應兩個非界面因素干擾，這兩個因素的變化有可能大于結合強度改變引起的臨界載荷的變化，因此劃痕法測定的臨界載荷是一個綜合指標，代表的是膜基體系綜合承載能力。

　　以上就是如何檢測金剛石涂層刀具基體間結合力的相關知識說明，通過上述內容可知，常用的兩種檢測金剛石涂層結合力強度的方法各有其優(yōu)點和不足，在具體檢測時要根據(jù)不同條件情況來選擇合適的檢測方法。