什么工具能用于打磨金刚石,金刚石比铁硬吗

我们都知道铅笔芯很软,也很容易被折断,有这么一种物质它跟铅笔芯同样也是由碳元素构成的,却是世界上最坚硬的物质,这就是金刚石。

由于金刚石坚硬和稀少的特点,所以自古人们就将视其名贵的宝石,而经过切割打磨的金刚石被称为钻石,是世界上最珍贵的宝石之一。

金刚石的硬度非常的高,用它几乎可以在所有物体上画出痕迹,金刚石既锋利又不易发热,所以也将金刚石用在工艺生产中,如将金刚石包镶在各种工具基体上,用来制造一些打磨和切割工具,这种制造工艺就是电镀金刚石。

电镀金刚石

电镀金刚石是利用电镀原理,用镍将金刚石砂粒包镶在工件上,金刚石会被一部分包镶在基体上,另一部分露在表面形成牢固耐磨的工作层。

电镀金刚石的目的,是通过在金属工件表面包镶致密的金刚石颗粒,以增加切割和打磨能力,利用电镀金刚石工艺制造的各种磨削工具,广泛应用于机械,玻璃以及建材等行业中。

图片来源:pixabay

金刚石的形成都需要在特殊的环境中形成,所以金刚石的产地比较集中,产量也比较少,天然金刚石并不能满足需要,所以电镀金刚石都是使用人造金刚石颗粒。

磨削加工的发展历史

人类使用各种磨削工具对物品进行加工有着非常悠久的历史,在远古时期古人利用锋利的石头,动物骨头以及棍棒等工具,进行打猎和切割食物,这也是最早的磨削工具。

据记载在元朝时,中国就出现了一种利用天然胶,将贝壳粉粘在羊皮上进行打磨的工具,这是有记载最早使用的包镶式磨具。

自从人类发现青铜等各种金属以后,就开始利用其更加坚硬和可塑性强的特点,将这些金属加工成各种工具,广泛应用于各种磨削加工中,从此人类也进入了利用金属磨削加工的新时代。

到了近代,随着工业生产的快速发展,被加工的材料硬度越来越高,普通的金属磨削工具已经不能满足其需要了,于是人们开始寻找硬度更高的材料来作为磨料。

也就出现了现在普遍使用的如天然刚玉,人造碳化硅以及硬度更高的人造金刚石等磨削材料,将这些材料磨成细小颗粒后,烧制或者包镶在其它金属基体上形成一定形状的磨具,以此来进行磨削加工。

电镀金刚石的特点

利用电镀金刚石制造出来的产品,由工件和金刚石镀层两部分组成,所以用这种电镀金刚石沉积工艺,能够制造出各种结构不规则,小而薄以及精度较高的磨削工具。

电镀金刚石通常采用镍作为金刚石颗粒与基体的结合剂,会将金刚石的1/2或者2/3牢牢包镶在工件上,镀层就会非常的坚硬,这会让电镀金刚石非常的耐磨,金刚石也不容易脱落。

由于金刚石的硬度很高,能长时间保持金刚石颗粒的锋利度,所以使用电镀金刚石制造的各种磨削工具工作效率也会明显高很多,并且还会更加耐磨。

电镀金刚石在制造过程中采用的是通电后低温沉积的工艺,所以不会对金刚石产生高温高压,就不会对金刚石本身产生任何影响,这也保证了金刚石的质量不会降低,更利于提高磨削加工质量。

电镀金刚石工艺流程

金刚石原料

根据需要的电镀金刚石工具精度选择相对应的金刚石目数,人造金刚石在显微镜下会呈现出带有菱角的多面体,并且呈现出黄绿色。

为了保证电镀金刚石的质量,还会使用专业的磁选机,从金刚石颗粒中吸取出掺杂的各种杂质,以保证金刚石的纯度。

除油

用工业碱来除油,将烧碱放入水中加热煮沸30分钟,再用蒸馏水清洗2~3次,去除金刚石表面的油污。

电镀金刚石的工件也需要除油,通常将工件放入加有烧碱的超声波清洗机中,将水加热融化烧碱后清洗超声波清洗30分钟。

预镀

为了让金刚石与基体能够牢固的结合,所以在电镀金刚石之前就要在工件表面包裹电镀层。(基体以碳钢为多,也有用不锈钢板的,不锈钢是必须预镀的,碳钢不预镀也行)

将电解液进行加热到50℃,将工件放入通电的镀槽中,金属镍与电镀液发生反应后,镍离子会沉积在工件表面,形成一层薄薄的电镀层。

电镀

要将金刚石沙粒包镶在工件电镀层上,通常有埋砂法和落砂法,落砂法每次只能完成一个面的上砂,所以比较适合单面电镀金刚石的产品;而埋砂法是将需要电镀金刚石的产品埋于金刚石砂粒之中,所以比较适合圆柱形或者不规则的产品。

但是它们的原理都是相同的,电镀液和工件通电后,将金刚石砂粒堆积在预镀好的工件上,在电场的作用下镍会分解释放出镍原子,沉积在已经有金刚石砂粒的工件上,表面的金刚石会被逐渐包裹起来,形成金刚石镀层。

水洗,烘干

电镀完成后要用清水将产品冲洗干净,因为金刚石砂粒之间会留下一些电镀液体和金刚石砂粒;最后可通过热风将产品表面的水分蒸发掉,一个电镀金刚石产品就完成了。

电镀金刚石和电镀还是有区别的,通俗一点理解呢,就是用镍把金刚石颗粒包裹在工件上,关键点小编觉得有三个。

前处理一定要做好,除油不干净会导致附着力不够,

电流的大小影响非常大,电流过大容易烧焦,过小镀不上。

电镀的时间更是决定了产品的质量,比如需要把金刚石包裹到2/3是最佳状态,时间短了没包裹好金刚石容易脱落,时间久了包的太多,金刚石牢固了,但锋利度没有了,打磨效果下降了。

下面来看看电镀金刚石放大后的画面。

这是平板上的电镀金刚石

这是圆棒上的电镀金刚石

整个生产感觉就像炒菜一样,火候是关键因素。

随着工业的快速发展,制造技术的进步,各个行业对电镀金刚石的需求越来越大,但对其要求基本上相同,即效率高、寿命长、磨削精度高。

要满足这些要求,就需要镀层金属不仅要有较高的硬度、耐磨性,而且要求金刚石砂粒在基体各个部分要均匀分布,以免镀层脱落使工具寿命缩短。

版权声明:
作者:18873009973
链接:https://www.kubabi.com/baike/2675.html
来源:酷芭比攻略
文章版权归作者所有,未经允许请勿转载。

THE END
分享
二维码
< <上一篇
下一篇>>