第33卷第3期Volume33Number32023年3月March2023中国有色金属学报TheChineseJournalofNonferrousMetals非连续金刚石/Ta基碳化物复合涂层结构及性能曹锋1，高洁1，刘红军2，王永胜1，黑鸿君1，于盛旺1，刘克昌3(1.太原理工大学材料科学与工程学院，太原030024；2.尤洛卡精准信息工程股份有限公司，泰安271000；3.华阳新材料科技集团有限公司，阳泉045000)摘要：为提升硬质合金的硬度和耐磨性，改善其与金刚石涂层的结合强度，先用双辉等离子表面合金化技术在其表面制备Ta金属层，再用化学气相沉积法对Ta金属层进行碳化−沉积复合处理，制备出非连续金刚石/Ta基碳化物复合涂层。研究了源极与工件极电位差对金属层的影响以及复合涂层的结构与性能。结果表明：制备的金属层均由连续致密的胞状α-Ta组成；随电位差的增大，Ta金属层的显微硬度和结合强度均先升高后降低；电位差为240V时，Ta金属层的显微硬度和结合力最高，分别达1151HV0.2和117N；碳化−沉积后，涂层由表面离散分布的非连续金刚石颗粒和TaxC(TaC、Ta2C)组成，其显微硬度提高至基体的1.8倍，磨损率仅为基体的45%。非连续金刚石/Ta基碳化物复合涂层具有良好的结合性能，能有效提升硬质合金的硬度和耐磨性能。关键词：硬质合金；双辉等离子表面合金化；非连续金刚石/Ta基碳化物复合涂层；碳化−沉积；耐磨性能；结合性能文章编号：1004-0609(2023)-03-0839-11中图分类号：TG178文献标志码：A引文格式：曹锋,高洁,刘红军,等.非连续金刚石/Ta基碳化物复合涂层结构及性能[J].中国有色金属学报,2023,33(3):839−849.DOI:10.11817/j.ysxb.1004.0609.2021-42809CAOFeng,GAOJie,LIUHong-jun,etal.Structureandpropertiesofdiscontinuousdiamond/Ta-basedcarbidecompositecoating[J].TheChineseJournalofNonferrousMetals,2023,33(3):839−849.DOI:10.11817/j.ysxb.1004.0609.2021-42809金刚石具有高硬度和高热导率、低摩擦因数及良好的化学稳定性等特性，是理想的刀具耐磨强化涂层材料之一[1−2]。目前的研究主要集中在利用化学气相沉积(CVD)法在硬质合金刀具表面制备连续的金刚石涂层上[3−6]。然而，硬质合金中的钴作为催化相，会在金刚石沉积过程中，抑制其形核长大，催化石墨形成。另外，金刚石与刀具基体材料间存在较大的热膨胀系数差异，会导致连续的涂层出现内热应力大、结合强度低等问题[7−9]。这些问题极大地限制了金刚石涂层硬质合金刀具的应用和发展。施加过渡层是目前改善金刚石涂层与...
