Mat der Transformatioun vun der Produktioun bis zum High-End-Beräich, der schneller Entwécklung am Beräich vun der propperer Energie an der Entwécklung vun der Hallefleeder- a Photovoltaikindustrie, mat der héijer Effizienz an der héijer Präzisiounsveraarbechtungskapazitéit vun Diamant-Tools, wiisst d'Nofro awer fir künstlecht Diamantpulver als dat wichtegst Rohmaterial. D'Haltkraaft vun Diamanten an der Matrix ass net staark an d'Liewensdauer vun den Hartmetall-Tools ass kuerz. Fir dës Problemer ze léisen, benotzt d'Industrie allgemeng d'Uewerflächenbeschichtung vun Diamantpulver mat Metallmaterialien, fir d'Uewerflächeneegeschafte ze verbesseren, d'Haltbarkeet ze erhéijen an d'Gesamtqualitéit vum Tool ze verbesseren.
D'Uewerflächenbeschichtungsmethod vun Diamantpulver ëmfaasst méi, dorënner chemesch Beschichtung, Elektroplatéierung, Magnetronsputterplatéierung, Vakuumverdampfungsplatéierung, Heissburstreaktioun, etc., dorënner chemesch Beschichtung a Platéierung mat reife Prozesser, eenheetlech Beschichtung, kann d'Beschichtungszesummesetzung an d'Dicke präzis kontrolléieren, d'Virdeeler vun enger personaliséierter Beschichtung, ass zu den zwou meescht benotzten Technologien an der Industrie ginn.
1. chemesch Beschichtung
Eng chemesch Beschichtung mat Diamantpulver besteet doran, dat behandelt Diamantpulver an d'chemesch Beschichtungsléisung ze ginn, an d'Metallionen duerch d'Aktioun vum Reduktiounsmëttel an der chemescher Beschichtungsléisung ofzesetzen, wouduerch eng dicht Metallbeschichtung entsteet. Am Moment ass déi am meeschte verbreet chemesch Beschichtung mat Diamanten eng chemesch Néckel-Phosphor (Ni-P) binär Legierung, déi normalerweis chemesch Néckel-Beschichtung genannt gëtt.
01 Zesummesetzung vun der chemescher Vernickelungsléisung
D'Zesummesetzung vun der chemescher Beschichtungsléisung huet en entscheedenden Afloss op de reibungslosen Oflaf, d'Stabilitéit an d'Beschichtungsqualitéit vun hirer chemescher Reaktioun. Si enthält normalerweis Haaptsalz, Reduktiounsmëttel, Komplexéierer, Puffer, Stabilisator, Beschleuniger, Tensid an aner Komponenten. De Verhältnis vun all Komponent muss suergfälteg ugepasst ginn, fir dee beschten Beschichtungseffekt z'erreechen.
1, Haaptsalz: normalerweis Nickelsulfat, Nickelchlorid, Nickelaminosulfonsäure, Nickelkarbonat, etc., seng Haaptroll ass et, eng Nickelquell ze liwweren.
2. Reduktiounsmëttel: Et liwwert haaptsächlech atomar Waasserstoff, reduzéiert Ni2+ an der Plattéierungsléisung zu Ni a setzt et op d'Uewerfläch vun den Diamantpartikelen of, wat déi wichtegst Komponent an der Plattéierungsléisung ass. An der Industrie gëtt Natriumsekundärphosphat mat staarker Reduktiounsfäegkeet, niddrege Käschten a gudder Plattéierungsstabilitéit haaptsächlech als Reduktiounsmëttel benotzt. De Reduktiounssystem kann chemesch Plattéierung bei niddreger an héijer Temperatur erreechen.
3, komplex Agent: d'Beschichtungsléisung kann Nidderschlag verursaachen, d'Stabilitéit vun der Beschichtungsléisung verbesseren, d'Liewensdauer vun der Beschichtungsléisung verlängeren, d'Oflagerungsgeschwindegkeet vum Nickel verbesseren, d'Qualitéit vun der Beschichtungsschicht verbesseren, allgemeng Bernsteinsäure, Zitrounesaier, Mëllechsäure an aner organesch Saieren a Salzer benotzen.
4. Aner Komponenten: De Stabilisator kann d'Zersetzung vun der Beschichtungsléisung hemmen, awer well en d'Optriede vun der chemescher Beschichtungsreaktioun beaflosst, brauch en e moderate Gebrauch; de Puffer kann H+ während der chemescher Néckelreaktioun produzéieren, fir eng kontinuéierlech Stabilitéit vum pH-Wäert ze garantéieren; den Tensid kann d'Porositéit vun der Beschichtung reduzéieren.
02 De chemesche Vernickelungsprozess
D'chemesch Beschichtung vun engem Natriumhypophosphat-System erfuerdert, datt d'Matrix eng gewëssen katalytesch Aktivitéit huet, an d'Diamantuewerfläch selwer huet kee katalyteschen Aktivitéitszentrum, dofir muss se virum chemesche Beschichtung vum Diamantpulver virbehandelt ginn. Déi traditionell Virbehandlungsmethod vum chemesche Beschichtung ass d'Entfernung vun Ueleg, d'Vergréisserung, d'Sensibiliséierung an d'Aktivéierung.
(1) Uelegentfernung, Vergréisserung: D'Uelegentfernung ass haaptsächlech fir Ueleg, Flecken an aner organesch Verschmotzungen op der Uewerfläch vum Diamantpulver ze entfernen, fir eng enk Passform an eng gutt Leeschtung vun der spéiderer Beschichtung ze garantéieren. D'Vergréisserung kann e puer kleng Lächer a Rëss op der Uewerfläch vum Diamant bilden, wat d'Uewerflächenrauheet vum Diamant erhéicht, wat net nëmmen d'Adsorptioun vu Metallionen op dëser Plaz fördert an déi spéider chemesch Beschichtung an Elektroplatéierung erliichtert, mä och Schrëtt op der Uewerfläch vum Diamant bildt, wat gënschteg Konditioune fir de Wuesstum vun der chemescher Beschichtung oder Elektroplatéierung vu Metalloflagerungsschicht bitt.
Normalerweis gëtt beim Uelegentfernungsschratt NaOH an aner alkalesch Léisung als Uelegentfernungsléisung benotzt, a beim Vergréisserungsschratt gëtt Salpetersäure an aner Säureléisung als rau chemesch Léisung benotzt fir d'Diamantuewerfläch ze äzen. Zousätzlech sollten dës zwou Verbindungen mat enger Ultraschallreinigungsmaschinn benotzt ginn, wat d'Effizienz vun der Uelegentfernung an der Vergréisserung vum Diamantpulver verbessert, Zäit beim Uelegentfernungs- a Vergréisserungsprozess spuert an den Effekt vun der Uelegentfernung an der Vergréisserung garantéiert.
(2) Sensibiliséierung an Aktivéierung: De Sensibiliséierungs- an Aktivéierungsprozess ass dee kriteschste Schrëtt am ganze chemesche Beschichtungsprozess, deen direkt domat zesummenhänkt, ob d'chemesch Beschichtung duerchgefouert ka ginn. D'Sensibiliséierung besteet doran, liicht oxidéierbar Substanzen op der Uewerfläch vum Diamantpulver ze adsorbéieren, déi keng autokatalytesch Fäegkeet hunn. D'Aktivéierung besteet doran, d'Oxidatioun vun Hypophosphorsäure a katalytisch aktive Metallionen (wéi Metallpalladium) op der Reduktioun vun Nickelpartikelen ze adsorbéieren, fir d'Oflagerungsquote vun der Beschichtung op der Uewerfläch vum Diamantpulver ze beschleunegen.
Allgemeng ass d'Sensibiliséierungs- an Aktivéierungszäit ze kuerz, d'Bildung vu Palladiumpunkten um Diamantoberflächemetall ass manner grouss, d'Adsorptioun vun der Beschichtung ass net genuch, d'Beschichtungsschicht fällt einfach of oder et ass schwéier eng komplett Beschichtung ze bilden, an d'Behandlungszäit ass ze laang, wat zu enger Verschwendung vum Palladiumpunkt féiert. Dofir ass déi bescht Zäit fir d'Sensibiliséierungs- an Aktivéierungstherapie 20~30 Minutten.
(3) Chemesch Néckelplatéierung: De chemesche Néckelplatéierungsprozess gëtt net nëmmen vun der Zesummesetzung vun der Beschichtungsléisung beaflosst, mä och vun der Temperatur an dem pH-Wäert vun der Beschichtungsléisung. Bei traditioneller chemescher Néckelplatéierung bei héijen Temperaturen ass d'allgemeng Temperatur tëscht 80 an 85 °C, wouduerch d'Beschichtungsléisung méi einfach zersetzt gëtt, an d'Reaktiounsgeschwindegkeet bei méi niddreger Temperatur wéi 85 °C ass méi héich. De pH-Wäert erhéicht d'Oflagerungsgeschwindegkeet vun der Beschichtung, awer de pH-Wäert féiert och zu enger Oflagerung vun Nickelsalz, wat d'chemesch Reaktiounsgeschwindegkeet hemmt. Dofir kann d'Oflagerungsgeschwindegkeet vun der chemescher Beschichtungsléisung, d'Konditioune vum chemesche Beschichtungsprozess an der Kontroll vun der Oflagerungsgeschwindegkeet vun der chemescher Beschichtung, der Beschichtungsdicht, der Korrosiounsbeständegkeet vun der Beschichtung, der Beschichtungsdichtmethod an dem Diamantpulverbeschichtung den Ufuerderunge vun der industrieller Entwécklung entspriechen.
Zousätzlech kann et sinn, datt eng eenzeg Beschichtung net déi ideal Beschichtungsdicke erreecht, an et kënne Blasen, Lächer an aner Defekter optrieden, sou datt méi Beschichtunge kënne gemaach ginn, fir d'Qualitéit vun der Beschichtung ze verbesseren an d'Dispersioun vum beschichteten Diamantpulver ze erhéijen.
2. Elektro-Vernickelung
Wéinst dem Phosphor an der Beschichtungsschicht no der chemescher Néckelplatéierung mat Diamant féiert dat zu enger schlechter elektrescher Leetfäegkeet, wat de Sandbelaaschtungsprozess vum Diamant-Tool beaflosst (de Prozess vun der Fixéierung vun den Diamantpartikelen op der Matrixuewerfläch), sou datt d'Beschichtungsschicht ouni Phosphor bei der Néckelplatéierung benotzt ka ginn. Déi spezifesch Operatioun besteet doran, den Diamantpulver an d'Beschichtungsléisung mat Néckelionen ze leeën. D'Diamantpartikelen kommen an d'Kathode mat der negativer Kraaftelektrode a Kontakt. Den Néckelmetallblock gëtt an d'Beschichtungsléisung getippt a mat der positiver Kraaftelektrode verbonnen, fir d'Anode ze ginn. Duerch d'elektrolytesch Aktioun ginn déi fräi Néckelionen an der Beschichtungsléisung zu Atomer op der Diamantuewerfläch reduzéiert, an d'Atomer wuessen an d'Beschichtung an.
01 Zesummesetzung vun der Plattéierungsléisung
Wéi déi chemesch Beschichtungsléisung liwwert d'Galvaniséierungsléisung haaptsächlech déi néideg Metallionen fir de Galvaniséierungsprozess a kontrolléiert de Nickeloflagerungsprozess fir déi gewënscht Metallbeschichtung ze kréien. Seng Haaptkomponenten enthalen Haaptsalz, Anodenaktivstoff, Pufferstoff, Zousätz a sou weider.
(1) Haaptsalz: Haaptsächlech gëtt Nickelsulfat, Nickelaminosulfonat, etc. benotzt. Am Allgemengen, wat méi héich d'Haaptsalzkonzentratioun ass, wat méi séier d'Diffusioun an der Beschichtungsléisung ass, wat méi héich d'Stroumleistung ass an d'Metalloflagerungsquote ass, awer d'Beschichtungskäre ginn méi grob, an wat manner Haaptsalzkonzentratioun ass, wat méi schlecht d'Leetfäegkeet vun der Beschichtung ass, an et ass schwéier se ze kontrolléieren.
(2) Aktivstoff vun der Anod: well d'Anod einfach passivéiert ka ginn an d'Leitfäegkeet schlecht ass, wat d'Uniformitéit vun der Stroumverdeelung beaflosst, ass et néideg Nickelchlorid, Natriumchlorid an aner Agenten als anodeschen Aktivator bäizefügen, fir d'Anodenaktivéierung ze förderen an d'Stroumdicht vun der Anodenpassivéierung ze verbesseren.
(3) Puffermëttel: Wéi déi chemesch Beschichtungsléisung kann de Puffermëttel déi relativ Stabilitéit vun der Beschichtungsléisung an dem Kathod-pH-Wäert behalen, sou datt en am zulässege Beräich vum Galvaniséierungsprozess schwanke kann. Allgemeng Puffermëttel enthalen Borsäure, Essigsäure, Natriumbikarbonat a sou weider.
(4) Aner Zousätz: jee no den Ufuerderunge vun der Beschichtung, füügt déi richteg Quantitéit u Glanzmëttel, Gläichmëttel, Befeuchtungsmëttel a verschiddenen Zousätz bäi, fir d'Qualitéit vun der Beschichtung ze verbesseren.
02 Diamant-elektroplatéiert Nickelfluss
1. Virbehandlung virum Beschichtung: Diamant ass dacks net leetend a muss duerch aner Beschichtungsprozesser mat enger Metallschicht beschichtet ginn. D'chemesch Beschichtungsmethod gëtt dacks benotzt fir eng Metallschicht virzebeschichten an ze verdicken, sou datt d'Qualitéit vun der chemescher Beschichtung d'Qualitéit vun der Beschichtungsschicht bis zu engem gewësse Grad beaflosst. Am Allgemengen huet de Phosphorgehalt an der Beschichtung nom chemesche Beschichtung e groussen Afloss op d'Qualitéit vun der Beschichtung, an eng Beschichtung mat héijem Phosphorgehalt huet eng relativ besser Korrosiounsbeständegkeet an engem sauren Ëmfeld, d'Beschichtungsoberfläch huet méi Tumorbulen, eng grouss Uewerflächenrauheet a keng magnetesch Eegeschaften; eng Beschichtung mat mëttlerer Phosphorhalt huet souwuel Korrosiounsbeständegkeet wéi och Verschleißbeständegkeet; eng Beschichtung mat nidderegem Phosphorgehalt huet eng relativ besser Leetfäegkeet.
Zousätzlech, wat méi kleng d'Partikelgréisst vum Diamantpulver ass, wat méi grouss déi spezifesch Uewerfläch ass. Beim Beschichtungsprozess ass et einfach, an der Plattéierungsléisung ze schwiewen, wat zu Leckage, Plattéierung a lockerer Beschichtung féiert. Virum Plattéieren ass et néideg, den P-Gehalt an d'Beschichtungsqualitéit ze kontrolléieren, an d'Konduktivitéit an d'Dicht vum Diamantpulver ze kontrolléieren, fir datt de Pulver méi einfach schwiewen kann.
2, Néckelplattéierung: De Moment gëtt bei der Diamantpulverplattéierung dacks d'Rolling-Beschichtungsmethod benotzt, dat heescht, déi richteg Quantitéit un Elektroplattéierungsléisung gëtt an d'Fläsch bäigefüügt, eng gewëssen Quantitéit künstlechen Diamantpulver an d'Galvaniséierungsléisung, an duerch d'Rotatioun vun der Fläsch gëtt den Diamantpulver an der Fläsch zum Rollen bruecht. Gläichzäiteg ass déi positiv Elektrod mam Néckelblock verbonnen, an déi negativ Elektrod mam künstlechen Diamantpulver. Ënnert der Wierkung vum elektresche Feld bilden déi fräi Néckelionen an der Plattéierungsléisung Metallnéckel op der Uewerfläch vum künstlechen Diamantpulver. Dës Method huet awer d'Problemer vun enger gerénger Beschichtungseffizienz an enger ongläicher Beschichtung, dofir ass d'Rotatiounselektrodemethod entstanen.
D'Method mat rotéierender Elektrode besteet doran, d'Kathode beim Diamantpulverbeschichtung ze rotéieren. Op dës Manéier kann d'Kontaktfläch tëscht der Elektrode an den Diamantpartikelen erhéicht ginn, d'uniform Konduktivitéit tëscht de Partikelen erhéicht ginn, den ongläiche Beschichtungsphänomen verbessert ginn an d'Produktiounseffizienz vun der Diamantvernickelung verbessert ginn.
kuerz Zesummefassung
Als Haaptgrondmaterial fir Diamant-Tools ass d'Uewerflächenmodifikatioun vum Diamant-Mikropulver e wichtegt Mëttel fir d'Matrixkontrollkraaft ze verbesseren an d'Liewensdauer vun den Tools ze verbesseren. Fir d'Sandbelaaschtungsquote vun Diamant-Tools ze verbesseren, kann normalerweis eng Schicht aus Nickel a Phosphor op der Uewerfläch vum Diamant-Mikropulver platéiert ginn, fir eng gewëssen Konduktivitéit ze hunn, an dann d'Beschichtungsschicht duerch Néckelplatéierung verdicken, fir d'Konduktivitéit ze verbesseren. Et sollt awer bemierkt ginn, datt d'Diamantuewerfläch selwer keen katalyteschen aktiven Zentrum huet, dofir muss se virum chemesche Platéieren virbehandelt ginn.
Referenzdokumentatioun:
Liu Han. Studie iwwer d'Uewerflächenbeschichtungstechnologie an d'Qualitéit vu künstlechen Diamant-Mikropulver [D]. Zhongyuan Institut fir Technologie.
Yang Biao, Yang Jun, a Yuan Guangsheng. Studie iwwer de Virbehandlungsprozess vun der Diamantoberflächenbeschichtung [J]. Raumraumstandardiséierung.
Li Jinghua. Fuerschung iwwer d'Uewerflächenmodifikatioun an d'Applikatioun vu künstlechen Diamant-Mikropulver, dat fir Drotsäge benotzt gëtt [D]. Zhongyuan Institut fir Technologie.
Fang Lili, Zheng Lian, Wu Yanfei, et al. Chemesche Vernickelungsprozess vun kënschtlechen Diamantoberflächen [J]. Journal of IOL.
Dësen Artikel ass am Superhard Material Network nei opgedréckt.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 13. Mäerz 2025
