Изготовление алмазных инструментов с гальваническим покрытием включает в себя множество процессов, и любой из них недостаточен, так как приведет к отслоению покрытия.
Влияние предварительной обработки перед нанесением покрытия
Процесс обработки стальной матрицы перед подачей в гальваническую ванну называется предварительной обработкой. Предварительная обработка включает в себя: механическую полировку, удаление масла, эрозию и активацию. Цель предварительной обработки — удаление заусенцев, масла, оксидной пленки, ржавчины и окисления с поверхности матрицы, чтобы обнажить металл матрицы, обеспечить нормальный рост металлической решетки и образование межмолекулярных связей.
Если предварительная обработка перед нанесением покрытия выполнена некачественно, на поверхности матрицы образуется очень тонкая масляная и оксидная пленка, металлические свойства матрицы не могут быть полностью раскрыты, что препятствует формированию металлического покрытия и матрицы, в результате чего происходит лишь механическое соединение, и прочность сцепления невелика. Поэтому некачественная предварительная обработка перед нанесением покрытия является основной причиной его отслаивания.
Эффект покрытия
Состав раствора для нанесения покрытия напрямую влияет на тип, твердость и износостойкость металла покрытия. Различные параметры процесса также позволяют контролировать толщину, плотность и напряжение кристаллизации металла покрытия.
Для изготовления инструментов для алмазного гальванического покрытия чаще всего используют никель или никель-кобальтовый сплав. Без учета влияния примесей при гальваническом покрытии, к факторам, влияющим на отслаивание покрытия, относятся:
(1) Влияние внутренних напряжений. Внутренние напряжения покрытия возникают в процессе электроосаждения, а добавки в растворенной волне, а также продукты их разложения и гидроксиды увеличивают внутренние напряжения.
Макроскопические напряжения могут вызывать образование пузырьков, растрескивание и отслоение покрытия в процессе хранения и использования.
В случае никелирования или никель-кобальтового сплава внутренние напряжения сильно различаются: чем выше содержание хлоридов, тем больше внутреннее напряжение. В случае основной соли раствора сульфата никеля внутреннее напряжение в растворе для нанесения покрытия меньше, чем в других растворах. Добавление органических люминентов или агентов, снимающих напряжения, позволяет значительно снизить макроскопическое внутреннее напряжение покрытия и увеличить микроскопическое.
(2) В любом растворе для гальванического покрытия, независимо от его значения pH, всегда присутствует определенное количество ионов водорода, образующихся в результате диссоциации молекул воды. Поэтому при соответствующих условиях, независимо от того, происходит ли гальваническое покрытие в кислом, нейтральном или щелочном электролите, часто происходит осаждение водорода на катоде наряду с осаждением металла. После восстановления ионов водорода на катоде часть водорода выходит наружу, а часть просачивается в матричный металл и покрытие в виде атомарного водорода. Это искажает кристаллическую решетку, вызывая большое внутреннее напряжение, а также приводит к значительной деформации покрытия.
Влияние процесса нанесения покрытия
Если исключить влияние состава гальванического раствора и других факторов, контролирующих процесс, то сбои в электроснабжении во время гальванического процесса являются важной причиной потери покрытия. Процесс гальванического покрытия алмазных инструментов существенно отличается от других видов гальванического покрытия. Процесс гальванического покрытия алмазных инструментов включает в себя нанесение покрытия на основу, песчаное покрытие и процесс утолщения. На каждом этапе существует вероятность отслоения матрицы от гальванического раствора, то есть, длительные или кратковременные перебои в электроснабжении. Поэтому использование более рациональных технологических процессов также может снизить вероятность отслоения покрытия.
Статья была перепечатана из "Китайская сеть сверхтвердых материалов"
Дата публикации: 14 марта 2025 г.
