人造金刚石表面化学镀镍工艺
信息来源:www.czliujun.com.cn 发布时间:2022-09-22
由于其高硬度、高抗压强度、高耐磨性和优异的机械性能,金刚石材料已广泛应用于刀具和磨具领域。由于金刚石与大多数金属、合金、陶瓷甚至树脂之间的界面能较高,金刚石不易被普通低熔点合金浸润,粘结性极差。因此,在制造的金刚石工具中,金刚石仅依靠胎体冷凝后产生的机械力镶嵌在胎体金属基中,而不形成牢固的化学键粘结,导致金刚石颗粒在工作中除破碎和断裂外,大多数颗粒在不到粒径1/2的高度时脱落。事实上,金刚石只发挥了20%的工作能力。金刚石脱落后,难以回收,大大降低了金刚石工具的使用寿命和性能。造成巨大的浪费。
目前,国内外都采用了金刚石表面涂层工艺,以提高金刚石与粘合剂的粘结性能。本文采用化学镀镍法实现金刚石表面涂层。
化学镀镍后金刚石的表面形状为:氯化镍10g/L,次亚磷酸钠36g/L,琥珀酸钠20g/L,温度80℃,搅拌速率100r/min。可见镀金刚石呈黑色,涂层包裹完整,基本无漏镀现象,表面不再光滑,有不同大小的肿瘤。化学镀反应主要依靠激活催化活性中心来实现,有激活晶核Pd的地方Ni原子沉积过快导致镍球形成较大,即肿瘤大小不同。
镀层较薄时,金刚石化学镀镍前后的平均单颗粒抗压强度基本不变,不同镍含量样品的单颗粒抗压强度方差却有很大的不同,抗压强度方差随镍含量的升高而降低。给出不同Ni镀镍金刚石表面形状的含量,可见镀镍金刚石Ni含量越高,漏镀现象越不明显。表现现象相匹配,即Ni含量越高,泄漏现象越不明显,抗压强度越均匀,抗压强度方差越小。造成这一结果的原因是,镀层下的金刚石碳在涂层薄且不够致密的前提下,部分检测到并检测到Ni含量越高,涂层越致密,泄漏现象越不明显;金刚石破碎时,微裂纹膨胀的起始位置主要是压力砧与金刚石接触表面的缺陷或微裂纹。磨粒表面涂层后,可以弥补裂纹和空洞的缺陷,涂层后,单颗粒金刚石的抗压强度会增加,但由于涂层薄而不致密,金刚石化学镀镍前后的平均单颗粒抗压强度没有明显变化;涂层Ni含量越高,泄漏现象越不明显,涂层越均匀。方差反映了所有样品的波动程度。方差越小,样品越稳定,即耐压强度方差随镍含量的增加而降低。