行 业 动 态

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金刚石工具中提高金刚石把持力的有效方法提高机械镶嵌力

　　

　 　利用表面金属化法和表面粗化法对金刚石进行表面处理，使金刚石能很好地被胎体金属所浸润和镶嵌，从而增强金刚石工具中胎体与金刚石颗粒间的把持力。

　 　2.1表面金属化

　 　金刚石表面金属化后，金刚石表面具有金属特性，该表面层不仅能填补金刚石本身的微孔隙和裂纹，还能促进金刚石与胎体金属之间的浸润能力，可以提高金刚石颗粒与金属的紧密结合。

　 　2.1.1连续金属膜

　 　采用具有连续金属膜的金刚石制备热压金刚石工具，可以提高金刚石的抗氧化性，防止金刚石在高温下石墨化及在使用时脱落。

　 　采用化学镀可以制备金刚石表面连续金属膜。通过化学镀之后，金刚石与胎体金属结合比较紧密，金刚石与胎体界面除有细小裂痕外，无明显沟槽。另外，对未镀金刚石和化学镀Ni-Fe-B金刚石的力学性能测试得出：胎体对未镀金刚石的包镶能力为96．1MPa，对化学镀Ni-Fe-B金刚石的包镶能力为105．4MPa。

　 　2.1.2分散金属质点

　 　具有连续金属膜的金刚石表面拥有良好的导电性，不适用于电镀法制备金刚石工具。因为在埋砂的过程中，镀覆的金刚石与钢基体和镀层共同构成阴极，就会出现众多的金刚石颗粒相互粘结在一起，形成结块的现象。分散金属质点是使金刚石表面部分金属化。采用表面有分散金属质点的金刚石制作电镀金刚石工具时，金刚石未与钢基体和镀层构成阴极，上砂的过程中金刚石颗粒不会相互粘结成块。

　 　利用化学镀技术可以在金刚石表面形成分散金属质点，主要是要控制化学镀的程度，要严格控制敏化液和活化液的浓度以及敏化和活化处理的时间，特别是化学镀的时间，使金刚石表面上金属质点的数量保持在合适范围内。虽然金刚石表面上金属质点数量增多，可增加与镀层金属间的连接点，提高镀层与金刚石的结合性能。但当金属质点过于密集时，会形成连接成片的金属薄层。

　 　经处理后的金刚石制备出的电镀金刚石工具中，金刚石与镍钴镀层之间的明显界线消失了，并有一些分散的镍钴连接点生长在金刚石与镀层的结合面上。而未经处理的金刚石颗粒与镍钴镀层之间有一条明显的分界线，镀层与金刚石之间只是简单的机械包容，没有形成牢固的结合。用经处理的金刚石制备电镀金刚石工具，在磨削加工A12O3陶瓷工件时，材料去除量是未经处理的1.5倍。

　 　2.2表面粗化

　 　利用粗化法让金刚石表面形成一些微小凹坑和裂隙，增加金刚石的表面粗糙度，以提高金刚石与金属机械镶嵌力，增强“机械锚链”效应。加大金刚石表面粗糙程度还有另外两方面的作用：一是粗化后的金石表面形成一些微小的凹面，由于在这些凹面上金石表面吸附力大，有利于金属离子在该处的吸附，便于后续化学镀及电镀的进行；二是使金刚石表面上原有的一些凹面和位错连通，在金刚石表面形成台阶，为化学镀或电镀金属沉积层的生长提供了有利条件。

　 　2.2.1强粗化

　 　对金刚石进行加热，让氯基盐熔融液对金刚石进行侵蚀产生石墨化，使表面形成微小粗糙的凹坑和隙。具体做法是，用氯基盐(以NaCI+BaCl2为主)及少量脱氧剂覆盖在金刚石上面，用陶瓷坩埚加盖，在箱式电阻炉中加热至1000℃～1100℃之后，保温10min，然后用沸水去除氯基盐。

　 　2.2.2弱粗化

　 　在室温或加热状态下让金刚石在粗化液(硝酸+硫酸或硝酸+双氧水)里侵蚀，并不停的搅拌，然后用蒸馏水清洗干净。金刚石在酸的强氧化腐蚀下表面会形成一些缺陷(如：坑、裂纹)和轻微石墨化。