Verfahren zur Oberflächenmetallisierung von Diamant

Im letzten Artikel haben wir über den Grund und das Prinzip der Diamantoberflächenmetallisierung gesprochen. In dieser Zeit werden wir über die gängigen Methoden der Diamantoberflächenmetallisierung im In- und Ausland sprechen, darunter hauptsächlich chemische Beschichtung, Salzbadmethode, Vakuumdampfbeschichtung und pulverbeschichtetes Sintern

 

1. Chemische Beschichtung plus Galvanisierung
Dieses Verfahren bezieht sich insbesondere darauf, zuerst Metalle wie Ni, Co, Cu oder Ni-W, Co-W und andere Verbundmetalle auf der Diamantoberfläche durch eine Oxidations-Reduktions-Reaktion abzuscheiden, damit der Diamant im Geschäft ankommt, und ihn dann zu galvanisieren erhalten Sie die erforderliche Beschichtung. Die chemischen Plattierungs- und Galvanisierungsprodukte von Diamantpartikeln werden normalerweise nur für kunstharzgebundene Werkzeuge verwendet, die die Oberflächenrauheit von Diamantpartikeln erhöhen, die physikalische Haltekraft der Bindung auf den Partikeln verbessern und gleichzeitig die Beschichtung verbessern können gleichen die inneren Defekte von Diamantpartikeln aus, verbessern ihre mechanischen Eigenschaften und ihre thermische Stabilität.
Es ist erwähnenswert, dass stromloses Plattieren oder Plattieren von Ni, Co und Cu auf einer Diamantoberfläche nicht auf Metallbindungswerkzeuge anwendbar ist. Auch mit Ni-W- und Co-W-Legierungen beschichtete Produkte können nicht für Metallbindungswerkzeuge verwendet werden, da Ni und Co graphitierte Elemente sind und keine metallurgische Bindungsrolle spielen können.

2. Salzbadmethode
Salzbadbeschichtung besteht darin, Metallpulver wie Ti oder Cr in das Chlorid zu geben und dann die Diamantpartikel in die gemischte Lösung zu geben und die Lösung auf 850 Grad ~ 1100 Grad zu erhitzen. Nach einer Salzbadbehandlung von 1-2 Stunden bildet sich die entsprechende Karbidbeschichtung auf der Diamantoberfläche. Der Hauptvorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die Beschichtung fest mit Diamant verbunden ist; Der Nachteil besteht darin, dass die Beschichtungstemperatur hoch ist, das Verfahren zum Trennen des Diamanten vom Salzbad nach dem Plattieren komplex ist und die Beschichtungskosten hoch sind.

3. Vakuumbeschichtung
Die Diamantoberfläche, die für metallgebundene Diamantwerkzeuge wie Sägeblätter und geologische Meißel verwendet wird, sollte mit starken karbidbildenden Elementen wie Ti, Cr, Mo, W, V usw. beschichtet sein. Diese Metalle werden im Allgemeinen auf dem Diamanten abgeschieden Oberfläche durch Vakuumplattieren, aber dieses Verfahren erfordert eine Vakuumausrüstung, und das Verfahren ist komplex. Derzeit gehören zu den im In- und Ausland häufig verwendeten Vakuumbeschichtungstechnologien die folgenden:
(1) Physikalische Dampfabscheidung im Vakuum (PVD)
Physikalische Dampfabscheidung im Vakuum bezieht sich auf die Verwendung eines Vakuumverdampfungsbeschichters, Magnetron-Sputterbeschichters oder Ionenstrahlbeschichters und anderer Ausrüstung, um das Zielmetall in Atome, Moleküle oder Ionen zu vakuumieren und sie direkt auf der Oberfläche des Plattierungsstücks abzuscheiden. Entsprechend den unterschiedlichen Vergasungsverfahren beim Beschichten kann das Verfahren in Vakuumverdampfungsplattieren, Vakuumsputterplattieren und Vakuumionenplattieren unterteilt werden.
Dieses Verfahren hat jedoch einige Nachteile, wie z. B. geringe Einzelbeschichtungsmenge, ungleichmäßige Beschichtung, leicht zu übersehende Plattierung, physikalische Haftung zwischen Beschichtung und Diamant, keine chemische Metallurgie-Kombination usw.; Um die beste Beschichtungsstruktur zu erhalten, ist es wegen wiederholter Plattierung schwierig, eine industrielle Anwendung zu realisieren.
(2) Chemische Dampfabscheidung im Vakuum (CVD)
Chemische Gasphasenabscheidung (CVP) ist die Bildung von Beschichtungen durch chemische Reaktion gasförmiger Substanzen auf festen Oberflächen unter bestimmten Druck-, Temperatur- und Zeitbedingungen. CVD bezieht sich im Allgemeinen auf die Einführung gasförmiger Verbindungen (wie Halogenide usw.) des plattierten Metalls in die Reaktionskammer des plattierten Teils und die thermische Zersetzung oder chemische Synthese des Kontakts mit dem Werkstück zur Bildung der Beschichtung.
Die Reaktionstemperatur dieses Verfahrens beträgt jedoch im Allgemeinen 900 bis 1200 Grad, wodurch der Diamant leicht beschädigt werden kann. Wie bei PVD ist es schwierig, die reaktive Gasphase in die angesammelten Partikel einzudringen, die Menge an Einzelbeschichtung ist gering und die Kosten sind hoch.

4. Pulverbeschichtetes Sintern
Die Verwendung einer Kontaktreaktion zwischen Metallpulver und Diamant bei hoher Temperatur zur Bildung einer Karbid- oder Metallschicht auf der Oberfläche von Diamant wird als pulverbeschichtetes Sinterverfahren oder Festpulver-Kontaktreaktionsverfahren bezeichnet. Die Bildung der Beschichtung besteht eigentlich darin, dass die Metalloxide im Pulver (wie WO3, WO2, MoO3, MoO2) bei hoher Temperatur flüchtig sind und mit Kohlenstoffatomen auf der Diamantoberfläche reagieren, um Karbide zu bilden.
Obwohl dieses Verfahren die Menge an Einzelbeschichtung erhöhen kann, wird der Diamant oxidiert und die Druckfestigkeit verringert, da die Beschichtungstemperatur im Allgemeinen höher als 850 Grad ist. Die tatsächlichen Anwendungsergebnisse zeigen, dass die Verbesserung der Diamantwerkzeugleistung nicht offensichtlich ist.