超硬磨料金刚石表面镀覆金属的研究现状

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3 4 真 空微 蒸 发 镀 .
为 金属 所 浸 润 ,粘 结 性极 差 ,导 致磨 料 在 工作 中 易与 胎 体金 属 基 分 离 ,大 大 降 低 了 金 刚 石 工 具 的 寿 命 及 性 能 水 平 。 因此 ,改 善
金 刚 石 与 基 体 的 结 合 强 度 是 提 高 金 刚 石 工 具 加 工 效 率 和 使 用 寿 命 的 关键因素。
3 5 盐 浴 镀
金 刚石表面 通过物理 或化学 方法镀 覆某 些强碳化物 形成 元素如 W 、 T、 Cr i 、V、M o N 等 过 渡 金 属 或 合 金 。 这 些 金 属 或 合 金 在 高 、 b 温 下 与 金 刚 石 表 面 碳 原 子 发 生 界 面 反 应 ,生 成 稳 定 的金 属 碳 化 物 。碳 化 物 一 方 面 与 金 刚 石 表 面 存 在 较 好 的 化 学键 合 , 一 方面 能很 好 地 被 另 胎 体 金 属 浸 润 ,能 大 大增 强金 刚 石 与胎 体 之 间 的结 合 力 。 此外 金 刚 石 表 面 镀 覆 的金 属 或 金 属 碳 化 物 具 有 防 护 作 用 ,镀层 可 隔绝 金 刚石 与氧 的 直 接 接 触 ,防 止 金 刚 石 高 温 下 被 氧 化 ,这 为 金 刚 石 表面 金 属 化 提
2 金刚石表面金 属化的原理
金 刚 石 表 面 金 属 化 是 指 利 用 表 面 处 理 技 术 在 金 刚 石 颗 粒 表 面 镀 覆 金 属 ,使 其 表 面 具 有 金 属 或 类 金 属 的 性 能 ,其 设 想 :金 刚 石 表 面 有 具 有 金 属 特 性 的表 面 层 ,该 表 面层 与 金 刚 石 晶体 表 面碳 原 子通 过 界 面 化 学 作 用 形 成 具 有 冶 金 结 合 、 金属 特 性 的表 面 层 ,它与 金 刚石 之 间 有强大的结合力而不为一般机械磨擦所剥落。
[ 关键词】 :超硬磨料 金刚石 表面金属化 中 图 分 类 号 :T 8 4 文 献 标 识 码 :T 文 章 编 号 D7 D
1 0 — 1 X2 )0 1 8—0 0 9 9 4 (01 2 —0 2 2 1 C VD在 金 刚石 表 面 镀 覆 Cr 、 Mo及 其 合 金 等 , 形 成 碳 化 物 镀 层 。 可
3 真 空 化 学 气 相 沉 积 (VD) C 真 空 化 学 气 相 沉 积 是 利 用 气 态 物 质 在 一 定 压 力 、温 度 、 时 间条 件
刚石与磨 料磨具 工程 ,2 0 0 0,3(1 7) 1 :8 [】冒爱 琴 ,何 宜 柱 ,郑 翠 红 ,朱 伟 长 等 金 刚 石 表 面 金 属 化 的 2 研 究现状 材料 导报 , 2 0 0 5, 2 【】胡 国荣 ,刘 业翔 ,杨 凯 华 ,等 化学 镀 膜 金 刚 石 的高 温 耐蚀 性 3 研 究 [J] .金刚石与磨料磨具工程 , 20 0 0, 2 (16) 3—5 [】胡 国荣 ,彭 忠 东 ,等 金 刚 石 表 面 化 学 镀 预 处 理研 究 电镀 与 4
币 斗 字
I _ C宓a science and Technology Revie — hin - w
超硬磨料 金刚石表 面镀 覆金属 的研 究现状
东 方红
郑 州工 业安 全 职 业 学 院 4 1 2 5 9 1
_ : 简 摘要】 文章 要介 绍 了近年 来金 刚石超硬磨料表面金属化的种类及研 究进展 , 并分析 了 各种 方法的优缺 点。
镀 后从 盐 浴 中 分 离金 刚 石工 艺 复杂 ,镀 覆 成 本较 高 。
4 结 语
超 硬 材 料 金 刚石 极 具应 用价 值 。其 表 面 金属 化技 术 的 广泛 应 用 , 对 于提 高 产 品质 量 、降 低 生 产 成 本 起 到 了 重 要 的 作 用 。相 信 未来 ,我 国 超硬 材 料行 业 将会 得 到更 大 的发 展 。
22 -27 .
人 造金 刚 石盐浴 渗钛 [】 属热 处理 1 9 () J.金 9 9 5:
【0 1 l项 东 ,李 木 森 刘 科 高 等 金 刚 石表 面 盐浴 镀 T 层 研 究 [】 i J
热 加工 工 艺 , 0 9 3 () 7 - 7 2 0 , 84 : 4 7
参考 文献 :
… 臧 建兵 ,赵 玉 成 ,等 . 超 硬 材 料 表 面 镀 覆 技 术 及 应 用 . 金
没有催化作用。在 化学镀 之前要对金刚 石进行表面清洁、粗化与亲水 处理一胶体钯敏化、活化处理一解胶 ” 等预 处理 ,其中 , 对金 刚石进
行 敏 化 、活 化 处理 是最 为 关键 的 一步 ,它直 接 关 系 到镀 层 的均 匀 度 和 与 基 体 的 结 合 力 。 电镀 实 际上 为 化学 镀 的延 伸 。经 过化 学 镀 覆 导 电层 的 金 刚 石 颗 粒 表 面 在 滚 镀 筒 或 搅 拌 筒 中 通 过 底 板 或 插 入 导 电板 与 电
环 保 , 19 9 9, 19 (4 )
【】王艳辉 5
金刚石磨 料表面 镀钛层 的制备、结构、性能及应用 ,
燕 山 大学 ,2 0 02
[】李 晨 辉 吕海 波 ,刘 雄 飞 镀 钛 金 刚 石 与 结 合 剂 间 的 结 合 状 6
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其原理与蒸镀法类似 ,即在真空条件 下,选择工艺参数在化合物 可 以稳定 生长 、又不使磨 料受热损伤 的温度 ,在镀覆过程中形成 厚度 可 控 、致 密 、连 续 的镀 层 。此 法 具 有 较 高 的 界 面 结 合 强 度 和 良好 的 抗 结 合剂 侵 蚀性 能 ,实 现 了在 金 刚 石 磨 料 表 面 镀 覆 钛 、铬 、钨 、钼 及 其 合 金 ,并 进 行 了工 业 化 应 用 与 推 广 。通 过 对 许 多 碳 化 物 形 成 元 素 及 合 金 进 行试 验 , 发 现只 有 镀 钛 的 温度 最 低 ,镀 覆 后 对 磨 料 热 损伤 最 小。 2 0 年 推 出 了 新 一代 超 纯镀 钛 技 术 ,最 新 又 出 现 了超 纯 低 温 镀 钛 技 01 术 , 一 步 提 高 了工 具 的 性 能 与 稳 定 性 , 实 现 大 规 模 的工 业 化 生 产 。 进 并
源阴极接通 ,镀液中被 镀金属离子在 电场力作 用下撞 击金 刚石表面后 吸 附 还 原 结 晶 。 电镀 主 要 用 于 化 学 镀 层 的加 厚 或 续 镀 其 它金 属 层 以 降低化学镀成本。 3 2 真 空 物 理 气 相 沉 积 (V ) PD 在真空条件下 ,将金属根据成膜材料气化成原子、分子或离子 , 直 接 沉 积 到 镀 件 表 面 ,称 为 真 空 物 理 气 相 沉 积 ,简 称 P VD。根 据 气 化 方 式 不 同 ,P D又 可 分 为真 空蒸 发 镀 、真空 溅 射镀 及 真 空 离 子 镀 。用 V 磁 控 溅 射 法 镀 T , 究 结 果 表 明 , T 对 复 合 材 料 性 能 的影 响 与 结 研 镀 i 合 剂 成 份 及 烧 结 工 艺 密 切 相 关 ,T 在 强化 C 的 同 时提 高 了 C 的韧 i o o 性 ,故 镀 金 刚 石 用于 C o基 中效 果 最 佳 。若 采 用 此 法在 金 刚石 表 面 镀 T、Mo i 、Cu及 TN,磨料 的单粒抗压 强度 有明显提高 ,强碳化物 i 生成元素 T、Mo能与磨 料局 部形成 化学键合 ,但对结合 强度的提高 i 并 不 明 显 ”。 国外 也 发 展 了许 多 复 合 镀 。但 该 方法 设 备 昂 贵 ,操 作 复 杂 ,单 次镀 覆量 低 ,镀 层 不均 匀 、易 漏 镀 ,镀 层 与 金 刚石 之 间只 是 物 理 附 着 ,无 化 学 冶 金 结 合 ,难 以 实 现 工 业 化 。
1 】孔 见
盐 浴 法 金 刚 石 表 面 镀 铬 研 究
Biblioteka Baidu
常 州 工 学 院 学 报
2 0 , 64 : 2 4 0 3 1 ( ) 1 —1 .
下, 将被镀金 属的气 态化合物 ( 卤化物) 导入放 有镀件 的反应室 内, 如 与 镀件接 触发生 热分解或化 学合成 反应而形成镀 层。据报道 ,利用
1 前言
金刚石以其高硬度、高耐磨 性以及优 异的高导热性和 电绝缘性等 系列优 良的综合性能在国民经济的许多领 域具有广泛的用途 ” , 但 由 于 金 刚 石 与 金 属 之 间 具 有 很 高 的 界 面 能 , 使 金 刚 石 颗 粒 不 能

此 方法 如 果用 于 金 刚 石 镀 T,镀层 与 金 刚 石 发 生 化 学 反 应 ,形 成 强 力 i 台金结 合 ,反 应 温 度 高 ,易 损 伤 金 刚 石 ,气 相 难 以深 入 颗 粒 内部 、单 次镀覆量低 、成本高。
3 金 刚 石 表 面 金 属化 的镀 覆 方 法
31 化 学 镀 及 电镀 .
化 学 镀 是 在 无 外 加 电流 的条 件 下 ,通 过 自催 化 过 程 的氧 化 一 原 还 反 应 在 金 刚 石 表 面 沉 积 金 属 。 由于 金 刚 石是 非 导 体 ,本身 对 金 属 沉 积
供 了物 化 基 础 。
盐浴镀把 氯化物 加入到 金属与 金刚石粉 末中,在 8 0~11 0 ℃ 5 D 盐浴处理 1—2h后金刚 石表面形成碳化物镀层 [1 8 o科学研究者在金 刚 石表 面 进行 盐 浴镀 钛 、铬 及 其 合 金 等 ,形 成 了结 构 致 密 的碳 化 物 镀 层 , 仅 提 高 了磨 料 的 抗 压 强 度 , 且 也 提 高 了镀 层 与 基 体 的 结 合 力 , 不 而 防 止金 刚 石 高温 热蚀 及 氧 化 [10该 方 法 的 主 要 缺 点 是 : 覆 温 度 高 , 82 1 镀
12 1 】段 隆 臣,陈裕 康 ,杨 凯华 金 刚 石 表 面 真 空 盐 浴 镀 覆 金 属 的 试 验研 究 【] 矿 工 程 , 9 3: 9 5 . J.探 1 9()4 — 2 9
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