PDF《超硬材料系列镀覆产品及应用》

并且使金刚石在工具切割面上出刃高 度增加;

从而使工具寿命和加工效率都得到提高. 由于钛及其难溶化物镀层的保护, 防止了工具的烧结 过程中金刚石的氧化和胎体中的钴、 镍、 铁元素对金刚 石的腐蚀, 石墨损坏, 使制品中金刚石的存留强度大幅 度提高, 增强了工具中金刚石的抗破碎能力, 有利于高 速工作的切、 磨花岗岩工具寿命的提高. 在保持工具高性能的前提下, 采用镀钛技术的厂 家其收益主要体现在如下方面: !可以采用无钴铁基结合剂制造各类工具;

!减少金刚石用量;

!大量使用廉价细粒度金刚石;

!由此使金刚石工具的制造成本大幅度降低. 1.2 真空微蒸发镀覆之后再经电镀形成的多层复合 镀超硬磨料 工艺设备: 金刚石经过真空微蒸发镀钛或镀钨之 后, 由于已经有了导电的金属层, 可以直接采用化学镀 镍或电镀镍 (不必经过敏化、 活化等前期处理) 形成复 合镀层.化学镀可以采用酸性镀液或碱性镀液, 适于 小批量的镀覆, 镀层硬度高.化学镀应该注意金刚石 与镀液的量比适当, 防止过多的金刚石造成镀液失稳 分解.镀覆过程中必须适当搅拌, 防止金刚石颗粒粘 连. 经过真空微蒸发镀覆钛或钨的金刚石也可以直接 电镀滚镀镍, 与普通镀镍类似, 有多种电镀配方, 这种 复合镀工艺省去了敏化、 活化、 化学镀等诸多的繁琐工 序, 成本低, 批量大, 适于大规模的工业化生产复合镀 ・

2 2 ・ 《金刚石与磨料磨具工程》 层金刚石. 技术特征: 必须指出, 先真空镀钛镀钨, 然后进一 步镀镍形成的复合镀金刚石的结构和性能, 完全不同 于普通的镀镍金刚石.复合镀金刚石首先钛与金刚石 已经形成碳化钛, 使镀钛层与金刚石形成了化学键合, 复合镀镍层在钎焊时其内层与钛扩散结合, 外层的镍 很容易与基体钎焊.这种复合镀层结构保证了金刚石 牢固地焊接在基体上, 其钎焊后的结构示意图如图

2 所示.普通镀镍金刚石镀层与金刚石之间无结合力, 钎焊时还可能使镀镍层熔化脱落, 不能实现钎焊金刚 石的目的. 图2镀钛镀镍复合镀金刚石钎焊结构示意图 应用情况: (1) 复合镀钛镍合金金刚石用于金属烧结结合剂 工具 如1.

1 节所述, 镀覆单一金属层的金刚石, 像镀 钛、 镀钨或镀钛铬合金的金刚石, 直接用于金属粉末烧 结的各类金刚石工具, 就可以起到与结合剂牢固的冶 金结合作用.但是复合镀钛镍合金金刚石也可以用于 金属烧结结合剂工具.金刚石颗粒借助钛镀层与镍镀 层冶金结合, 由于镀镍层致密耐磨, 在金刚石周边的结 合剂得到很大的强化, 在磨削过程中, 金刚石颗粒及周 围形成明显 凸起 , 出刃大大增加, 其结构类似图

2 示 意图.因此, 采用复合镀钛镍合金金刚石制造金属烧 结结合剂工具会获得更好的性能. (2) 复合镀钛镍合金金刚石用于制造钎焊金刚石 工具 近年来, 钎焊的表镶金刚石工具得到国外的重视, 一些产品已经面世.由于金刚石与基体之间的强力焊 接结合, 这种钎焊的表镶工具可以使金刚石颗粒直径 的2/3 出刃, 金刚石在工作时不脱落, 其锋利度远远高 于普通的孕镶或电镀表镶工具并且能够长期保持其锋 利性.采用火焰或感应加热的钎焊方法由于操作环境 差, 直接使用真空镀钛、 镀钨 (增重量 0. 5%) 的金刚石 薄镀层易于烧损.因此要在镀钛或镀钨的表面进一步 化学镀镍或电镀镍, 增重量达到 10% 以上, 这样才能 保证在普通的大气钎焊条件下顺利将金刚石可靠焊接 到基体上. 表镶钎焊的工艺方法可用于制造各类表镶钻头, 修整工具, 锋利的磨轮, 金属薄基带的涂覆磨具可以象 砂纸一样按需要裁剪粘贴, 还可以制成封闭的循环磨 削砂带应用于诸多领域. 在空气中直接钎焊金刚石制造表面钎焊的金刚石 工具, 为了防止镀钛金刚石表面钛镀层的氧化, 我们研 制出一种真空微蒸发镀钛后再镀镍的复合镀金刚石磨 粒.这种复合镀金刚石磨粒, 采用空气环境下高频感 应的钎焊方法, 使金刚石与基体焊接极其牢固.燕山 大学近年来采用上述工艺方法对国内几家用户的单晶 和聚晶金刚石进行复合镀, 获得了良好的钎焊效果 [3] , 图3表明了复合镀 Ti-ni 金刚石在空气中高频钎焊的 形貌, 复合镀金刚石与钎料浸润良好, 结合牢固, 经砂 轮强力打磨不脱落. 在实际的金刚石钎焊工具制造中, 还有一个重要 问题就是金刚石颗粒的分布排列和定向技术, 否则, 金 刚石颗粒在工作面上的密度难于控制, 并且钎焊时金 刚石的平面向下, 失去有效的切削能力.我们研究开 发了一系列金刚石钎焊的排列和定位技术, 解决了生 产实际问题. 图3复合镀 Ti―ni 金刚石空气中 高频钎焊的 SEM 形貌 (3) 用于树脂结合剂的低品级超硬磨料镀镍 (镀钛) 的新工艺 镀镍的低品级金刚石 (一二型料, 即RVD) 是专门 用于树脂结合剂的镀覆磨料, 由于镀镍成本高在国内 树脂金刚石砂轮制造行业使用较少, 但是国际市场有 很大需求量, 我国每年有大量镀镍低品级金刚石出口. 用经过真空微蒸发镀覆钛的金刚石在滚镀机内直 接电镀镍, 省去了传统镀镍工艺中敏化、 活化、 化学镀 等诸多的繁琐工序, 成本低, 批量大, 适于大规模的工 业化生产复合镀层金刚石, 是极具成本和质量竞争力 的新一代镀镍工艺和技术. ・