金刚石膜具有最高的硬度、最高的热传导率、高耐磨性、较低的摩擦系数以及良好的化学稳定性等性质，是一种高品质的摩擦学涂层材料。但是由于金刚石膜与硬质合金基体间的结合力比较差，涂层工具在使用过程中薄膜容易脱落，引起早期失效，因此提高金刚石膜的结合力成为提高金刚石涂层硬质合金刀具质量的关键因素。本论文以采用热丝化学气相沉积（HF-CVD）制备结合力良好的金刚石膜为出发点，以复合过渡层技术为主导，利用在线HF-CVD技术制备了SiC过渡层的金刚石膜、利用复合沉积技术制备了Ti基复合过渡层的金刚石膜，系统研究了复合过渡层的制备工艺、成分、结构与膜基结合力的关联性，研究了金刚石膜的微观结构、力学和摩擦学性能，结果表明：（1）利用在线HF-CVD制备了SiC梯度过渡层的金刚石膜。在金刚石膜和基体之间有一层大约7μm厚度的SiC过渡层，SiC过渡层有效降低了基体与金刚石膜间因晶格失配合和热膨胀系数差异的所带来的内应力。金刚石膜的结构致密，在生长方向上具有典型的柱状晶的特征，厚度达到153μm。拉曼光谱显示金刚石膜主要由结晶良好的金刚石晶粒组成，石墨相的含量极微并且残余的压应力非常的小（⁰.397GPa）。金刚石膜在干摩擦条件下的摩擦系数大约是0.134，同时，在油润滑条件下，金刚石膜的摩擦系数极低（⁰.0413）；在干摩擦条件下，金刚石膜磨损机制主要为微断裂和磨平。（2）通过利用多功能离子注入设备和HF-CVD的方法成功制备了结合力较好的金刚石膜。仅经过酸蚀处理的样品（D₁），离子注入处理的样品（D₂）和注入加过渡层处理的样品（D₃）都能够有效的去除硬质合金表面的钴元素。样品D₁没有能够得到连续的金刚石膜，沉积得到的大部分是石墨。样品D₂和D₃得到了连续的金刚石膜，膜结构致密，拉曼光谱显示其主要成分为金刚石。样品D₂和样品D₃的残余内应力分别为4.42GPa和1.36GPa。两组薄膜材料的摩擦系数曲线变化趋势相近，样品D₂和D₃的在干摩擦条件下平均摩擦系数分别为0.15和0.17。（3）揭示了导致金刚石膜与硬质合金基体间的结合力差的原因，阐述并比较了改善结合力的方法，发现利用载能离子制备复合梯度过渡层是提高膜基间结合力的有效途径。