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作者：郑焕青;刘丹丹;张琳琪;宋旭东;
单位：郑州工业应用技术学院机电工程学院;河南工业大学材料科学与工程学院;
摘要：硬质合金刀具在高速干切削等极端工况下，面临着高应力交变载荷与热-力-化学多场耦合的严峻挑战。其单一结构的金刚石涂层常因膜基界面结合强度低、本征内应力高及功能性协同不足等问题，出现早期剥落、异常磨损及腐蚀氧化等失效形式，严重制约了刀具的服役寿命与加工精度。为提升硬质合金刀具的切削性能、界面结合强度及服役稳定性，本研究选用YG6硬质合金为基体，分别制备了微米单层、纳米单层及微米/纳米复合3种金刚石涂层。通过切削、摩擦磨损及中性盐雾试验等对涂层的使用性能进行了评价与对比。结果表明：微米/纳米复合涂层展现出最优异的综合性能。在切削过程中，其工件表面粗糙度均小于2.5μm；采用洛氏压痕法测得其裂纹扩展等级为1.0±0.3级，表明膜基结合性能良好；在5 N载荷的摩擦试验中，该涂层摩擦系数均较低且曲线平稳；经240 h中性盐雾试验中，其腐蚀速率仅为0.025±0.003 g/（m~2·h），且基体无腐蚀迹象；在800℃高温氧化实验中，其氧化增质量最低。分析认为，微米/纳米复合涂层的优异性能源于其独特的梯度过渡结构。该结构协调了涂层在强韧性、耐磨润滑性及抗氧化阻隔性之间需求矛盾，实现了性能的协同优化。
关键词：硬质合金;;金刚石涂层;;切削性能;;摩擦磨损;;粗糙度;;膜基结合性能
基金资助：河南省隧道工程机械工程技术研究中心项目（豫科实[2022]1号）;; 河南省科技攻关项目（242102231016）
