中文摘要：

课题针对c-BN膜与基体结合强度差问题，采用离子注入N、B改善高速钢基体表面性能，增加基体强度，同时在基体内形成"过渡层"，来提高钢基体与c-BN膜结合性能。进行了离子注入的工艺参数的优化，包括离子种类、注入次序和注入剂量的控制；使高速钢离子注入氮、硼后，机械性能得到了极大改善；基体硬度提高了1.8倍，摩擦系数降低了1/4，相对耐磨性达到10；通过控制表面离子注入的成分和剂量，得到了与c-BN成分相近的注入层，甚至在基体上生成了微小的c-BN区域。并在离子注入强化的基体上用射频磁控溅射法制备了高质量的c-BN薄膜，性能测试结果优良；通过对基体离子注入对c-BN薄膜相结构的影响规律的研究，表明高速钢表面生成的c-BN微区能有效提高薄膜中c-BN的纯度和含量。弯曲梁法对薄膜应力的测试结果表明离子注入N、B能够改变界面应力的分布，降低了界面的应力，有利于界面的结合。同时划痕试验结果表明离子注入N、B能够大幅度提高膜基的结合性能，注氮、注硼和氮、硼共注时最高临界载荷分别提高了8、14、15倍。有效解决了高速钢基体与c-BN薄膜结合强度差问题，为c-BN薄膜在工业中的应用创造了条件。