|
我們都知道鉛筆芯很軟，也很容易被折斷，有這么一種物質它跟鉛筆芯同樣也是由碳元素構成的，卻是世界上最堅硬的物質，這就是金剛石。 由于金剛石堅硬和稀少的特點，所以自古人們就將視其名貴的寶石，而經過切割打磨的金剛石被稱為鉆石，是世界上最珍貴的寶石之一。 + G, y2 B: i% X# I, J% |: I" c
& E, O( j ?/ [9 J$ M1 Z" t
7 }3 e u: Q3 E金剛石的硬度非常的高，用它幾乎可以在所有物體上畫出痕跡，金剛石既鋒利又不易發熱，所以也將金剛石用在工藝生產中，如將金剛石包鑲在各種工具基體上，用來制造一些打磨和切割工具，這種制造工藝就是電鍍金剛石。 電鍍金剛石電鍍金剛石是利用電鍍原理，用鎳將金剛石砂粒包鑲在工件上，金剛石會被一部分包鑲在基體上，另一部分露在表面形成牢固耐磨的工作層。 $ U ~: W) s- r H# Z9 p. b; d1 Y V
電鍍金剛石的目的，是通過在金屬工件表面包鑲致密的金剛石顆粒，以增加切割和打磨能力，利用電鍍金剛石工藝制造的各種磨削工具，廣泛應用于機械，玻璃以及建材等行業中。 ' |. G& k6 \8 c- ^ z
# E. z* R& ]% V2 T) V
圖片來源：pixabay 0 V( X) S5 w. x5 Q
金剛石的形成都需要在特殊的環境中形成，所以金剛石的產地比較集中，產量也比較少，天然金剛石并不能滿足需要，所以電鍍金剛石都是使用人造金剛石顆粒。 磨削加工的發展歷史
# p5 w0 l& t: l, e w% W2 a6 {6 {人類使用各種磨削工具對物品進行加工有著非常悠久的歷史，在遠古時期古人利用鋒利的石頭，動物骨頭以及棍棒等工具，進行打獵和切割食物，這也是最早的磨削工具。
- {6 m; s* Z$ W; z7 d+ \: T
據記載在元朝時，中國就出現了一種利用天然膠，將貝殼粉粘在羊皮上進行打磨的工具，這是有記載最早使用的包鑲式磨具。
1 L( A K8 q5 x$ B! C
自從人類發現青銅等各種金屬以后，就開始利用其更加堅硬和可塑性強的特點，將這些金屬加工成各種工具，廣泛應用于各種磨削加工中，從此人類也進入了利用金屬磨削加工的新時代。 5 W+ ]1 x5 ^8 n+ M X" c3 `
到了近代，隨著工業生產的快速發展，被加工的材料硬度越來越高，普通的金屬磨削工具已經不能滿足其需要了，于是人們開始尋找硬度更高的材料來作為磨料。 1 [/ h3 y9 i9 Z, ?/ V4 N
0 @* x( r+ w0 m6 r2 F4 t9 J
' G, g, T5 k" v' ]2 Y也就出現了現在普遍使用的如天然剛玉，人造碳化硅以及硬度更高的人造金剛石等磨削材料，將這些材料磨成細小顆粒后，燒制或者包鑲在其它金屬基體上形成一定形狀的磨具，以此來進行磨削加工。
. G3 M2 R6 Y1 U" N
電鍍金剛石的特點
( p+ @ {3 F$ E; L0 U; l5 N6 y利用電鍍金剛石制造出來的產品，由工件和金剛石鍍層兩部分組成，所以用這種電鍍金剛石沉積工藝，能夠制造出各種結構不規則，小而薄以及精度較高的磨削工具。 & ~* ]8 S c: H) S, N5 {' ?5 W
電鍍金剛石通常采用鎳作為金剛石顆粒與基體的結合劑，會將金剛石的1/2或者2/3牢牢包鑲在工件上，鍍層就會非常的堅硬，這會讓電鍍金剛石非常的耐磨，金剛石也不容易脫落。 . V% B& Z% p# n+ b h
由于金剛石的硬度很高，能長時間保持金剛石顆粒的鋒利度，所以使用電鍍金剛石制造的各種磨削工具工作效率也會明顯高很多，并且還會更加耐磨。 1 G( c0 d2 M# M4 j( }3 ~9 k
" g9 v9 m" C' P
$ d4 J+ b% j3 U2 ?* ^% v
電鍍金剛石在制造過程中采用的是通電后低溫沉積的工藝，所以不會對金剛石產生高溫高壓，就不會對金剛石本身產生任何影響，這也保證了金剛石的質量不會降低，更利于提高磨削加工質量。
- E3 f( Y! h6 {! q+ z3 |
電鍍金剛石工藝流程0 ^4 l2 P7 r$ i( w! y" R
金剛石原料 根據需要的電鍍金剛石工具精度選擇相對應的金剛石目數，人造金剛石在顯微鏡下會呈現出帶有菱角的多面體，并且呈現出黃綠色。
! t9 T1 @0 L2 {! O8 ~8 p% N
為了保證電鍍金剛石的質量，還會使用專業的磁選機，從金剛石顆粒中吸取出摻雜的各種雜質，以保證金剛石的純度。 % [5 [) S: [9 e
除油 用工業堿來除油，將燒堿放入水中加熱煮沸30分鐘，再用蒸餾水清洗2~3次，去除金剛石表面的油污。 / u6 h' e2 n" {4 C/ `- ~& S {3 u* X
電鍍金剛石的工件也需要除油，通常將工件放入加有燒堿的超聲波清洗機中，將水加熱融化燒堿后清洗超聲波清洗30分鐘。 w* J3 I, @8 Z! h
預鍍 為了讓金剛石與基體能夠牢固的結合，所以在電鍍金剛石之前就要在工件表面包裹電鍍層。（基體以碳鋼為多，也有用不銹鋼板的，不銹鋼是必須預鍍的，碳鋼不預鍍也行）
" G7 R) S9 g9 M% E
將電解液進行加熱到50℃，將工件放入通電的鍍槽中，金屬鎳與電鍍液發生反應后，鎳離子會沉積在工件表面，形成一層薄薄的電鍍層。 0 M) Q5 K1 M4 S9 g
% \1 `& m( V) m+ Y9 I$ e: f+ Z, Z9 R {' G% R( o
電鍍 要將金剛石沙粒包鑲在工件電鍍層上，通常有埋砂法和落砂法，落砂法每次只能完成一個面的上砂，所以比較適合單面電鍍金剛石的產品；而埋砂法是將需要電鍍金剛石的產品埋于金剛石砂粒之中，所以比較適合圓柱形或者不規則的產品。
6 E2 c" q# E6 P+ D
但是它們的原理都是相同的，電鍍液和工件通電后，將金剛石砂粒堆積在預鍍好的工件上，在電場的作用下鎳會分解釋放出鎳原子，沉積在已經有金剛石砂粒的工件上，表面的金剛石會被逐漸包裹起來，形成金剛石鍍層。 . m5 n! i3 P6 f5 g# b% s+ Q
水洗，烘干 電鍍完成后要用清水將產品沖洗干凈，因為金剛石砂粒之間會留下一些電鍍液體和金剛石砂粒；最后可通過熱風將產品表面的水分蒸發掉，一個電鍍金剛石產品就完成了。 ' J/ B: E. m* k% d, E2 m
* ^; O2 ~3 A% Q0 \
4 z1 L' j( S( S: W2 o% i& r電鍍金剛石和電鍍還是有區別的，通俗一點理解呢，就是用鎳把金剛石顆粒包裹在工件上，關鍵點有三個。 5 V+ d. z& ^ n4 }/ M9 e+ V
前處理一定要做好，除油不干凈會導致附著力不夠， 電流的大小影響非常大，電流過大容易燒焦，過小鍍不上。 電鍍的時間更是決定了產品的質量，比如需要把金剛石包裹到2/3是最佳狀態，時間短了沒包裹好金剛石容易脫落，時間久了包的太多，金剛石牢固 了，但鋒利度沒有了，打磨效果下降了。 下面來看看電鍍金剛石放大后的畫面。
8 p/ \5 Y J* `0 @& g# K5 M9 S
這是平板上的電鍍金剛石 5 i/ w% o7 }: D$ l
8 r @ }3 D. q% H0 r. q
# y2 c0 L! w7 C3 t這是圓棒上的電鍍金剛石 + t, @! P1 t9 ]; s3 b1 G# S& F- P i
4 j" z A- q; s0 b) v. l7 ?( u( ~; v+ ^8 c6 T+ W
整個生產感覺就像炒菜一樣，火候是關鍵因素。
7 d% I; @7 z g; R+ a
隨著工業的快速發展，制造技術的進步，各個行業對電鍍金剛石的需求越來越大，但對其要求基本上相同，即效率高、壽命長、磨削精度高。 # T+ {; S" a4 ~" n, u: A
要滿足這些要求，就需要鍍層金屬不僅要有較高的硬度、耐磨性，而且要求金剛石砂粒在基體各個部分要均勻分布，以免鍍層脫落使工具壽命縮短。
( d- Z8 L. V! R- w3 U | 
發表于 2022-12-17 09:54:05
QQ好友和群
QQ空間
