类金刚石涂层(DLC)优良的物理和化学性能,包括高硬度、低磨损率及良好的化学惰性,使其得到了极大地关注和广泛的应用。由于DLC涂层内部的应力较高,导致涂层与基材表面的结合力较低,无法在基材表面沉积较厚的DLC涂层,其推广使用受到了极大的限制。本论文采用磁控溅射和阴极电弧两种技术在硬质合金基体表面制备Ti-DLC涂层和Si-DLC涂层,通过改变元素的掺杂比例,获得不同掺杂比例的Ti-DLC涂层和Si-DLC涂层,采用扫描电镜(SEM)、洛氏硬度压痕仪等手段对DLC涂层的微观形貌、厚度、结合力以及内应力等涂层性能进行表征。在沉积Ti-DLC涂层时发现,随着钛靶的溅射功率不断增加,涂层中Ti元素的含量将得到提高,涂层的硬度及应力总体呈下降趋势,而涂层厚度和膜基结合强度呈现上升趋势。当Ti=8.5 at.%时,膜基结合情况优异,涂层应力由无掺杂时的4.5Gpa降至2.1Gpa,同时涂层还保持了高硬度等其他优良性能;而分析Si-DLC涂层的性能时发现,当Si=3.5 at.%时,其应力从最高时的4.8Gpa降至3Gpa,并且涂层保持了良好的综合性能。经上述分析得到,当Ti=8.5 at.%时,DLC涂层性能达到最优,即涂层应力更小、膜基结合情况更好。由Ti-DLC涂层和Si-DLC涂层性能表征及分析得到了合适的元素掺杂比例,采用该比例对应的涂层工艺参数制备了Ti-DLC涂层和Si-DLC涂层试样和刀具,分别进行摩擦磨损实验和干式切削实验。在摩擦磨损实验中发现,Ti-DLC涂层的摩擦系数在实验的整个过程均小于Si-DLC涂层,同时计算所得磨损率(3.58×10-68)8)3/)也较SiDLC涂层(4.62×10-68)8)3/)更低。在铣削ZL108铝合金过程中发现,Ti-DLC涂层刀具的切削性能以及使用寿命较Si-DLC涂层刀具更好,同时产生的切屑不会对已加工表面造成划痕等影响加工质量的因素。