金刚石具有最高的硬度、高热导率、低摩擦系数、良好的抗腐蚀性和耐磨性等优异的物理化学性能，应用前景非常广阔。低合金钢是应用最广泛的结构材料，在其表面沉积结合力良好的金刚石涂层，能显著提高基体表面的硬度，有望作为刀具来使用。但因CVD金刚石沉积后冷却过程中存在很大的热应力和相变应力，很难沉积出高结合力的金刚石膜。制备中间过渡缓冲层是目前解决上述问题的有效方法之一。本文采用磁控溅射技术制备多种金属复合过渡层，采用固体渗硼工艺制备渗硼层，并对过渡层进行形核预处理，然后在热丝化学气相沉积（HFCVD）系统中制备钢基金刚石膜。结果如下：采用磁控溅射技术沉积Cr/Mo、Cr/Ti、Cr/Cu三种过渡层，进行900℃保温4h的热处理后，截面能谱线扫描曲线结果显示基体与Cr层间形成Fe、Cr互扩散区，Fe在Cr层中含量逐渐降低，2μm铬层可以有效的阻挡基体中的铁向外扩散。但是钼的脆性较大，Cr/Mo过渡层界面结合力不好，相比而言Cr/Ti、Cr/Cu过渡层的扩散阻挡性能较好，界面结合牢固。研究了固体渗硼层的制备工艺，研究结果显示选用KBF4作为活化剂制备出厚度约为70μm，组织大部分为Fe2B相，最外层有少量FeB相的渗层，渗层硬度为1489.88HV，断裂韧性较好；选用Na2SiF6作为活化剂获得渗硼层厚度约为25μm，组织为单相Fe2B，硬度值为684.48HV。渗层厚度适中，性能良好，适合作为沉积金刚石膜的过渡缓冲层。在金属过渡层Cr/Ti、Cr/Cu上可沉积出纯度高、结晶质量好的致密金刚石膜，但由于过渡层厚度较小，在冷却过程中金刚石膜内的内应力无法得到缓解和释放导致薄膜大面积崩落。在固体渗硼层上先采用复合镀工艺制备Cu-金刚石镶嵌复合层，最后沉积出质量良好的连续完整的金刚石膜，金刚石晶型良好且无开裂和剥落，用压痕法评估其结合力的测试结果显示，70μm厚的渗硼层样品在588N载荷下压痕直径约为387μm,压痕边缘出现断续的环状裂纹和晶界径向裂纹，说明其膜基结合性能良好，渗层厚度的增大有利于提高膜基结合力。