In der Industrie sind Diamanten nicht nur ein Symbol für Reichtum und Luxus, sondern auch ein wichtiger Bestandteil bei der Herstellung von Schneid- und Schleifwerkzeugen. Dank des Diamant-Galvanisierungsverfahrens lässt sich dieser wertvolle Werkstoff nun einfacher und effizienter auf das Werkzeugsubstrat aufbringen. Diamanten sind bekannt für ihre außergewöhnliche Härte und Kratzfestigkeit und daher ein wertvoller Rohstoff in der Werkzeugproduktion.
Traditionell mussten Hersteller Diamanten manuell in Werkzeuge einsetzen – ein mühsamer und teurer Prozess. Mit dem Aufkommen des Diamant-Galvanisierungsverfahrens konnten Hersteller jedoch …galvanisierte Diamantwerkzeugeschnell und einfach.
Die Galvanisierung ist ein Verfahren, bei dem dünne Metallschichten auf leitfähige Oberflächen aufgebracht werden. Bei der Herstellung von Diamantwerkzeugen wird zunächst eine Metallschicht auf das Werkzeugsubstrat aufgetragen, auf die anschließend Diamantpartikel galvanisiert werden. Dieses Verfahren erzeugt nicht nur eine feste Verbindung zwischen den Diamantpartikeln und der Werkzeugmatrix, sondern gewährleistet auch eine gleichmäßige Verteilung der Diamanten im gesamten Werkzeug.
Das Prinzip der Diamantplattierung beruht darauf, dass sich Diamantpartikel auf dem Werkstück ablagern, sobald die galvanische Lösung mit Strom versorgt wird. Das elektrische Feld bewirkt dann die Zersetzung des Nickels, wodurch Nickelatome freigesetzt werden, die sich zusammen mit den Diamantpartikeln auf der Oberfläche abgelagert hatten. Mit der Zeit werden die Diamanten auf der Oberfläche allmählich umhüllt und bilden eine Diamantbeschichtung.
Gemäß der Verfahrensabteilung müssen bei der Herstellung von galvanisch beschichteten Diamantwerkzeugen folgende Schritte durchgeführt werden: Vorbearbeitung, Vorbeschichtung, Oberschliff, Entschlackung, Verdickung und Nachbearbeitung.
Vorverarbeitung
Die Vorbehandlung ist ein entscheidender Schritt im Galvanisierungsprozess, um optimale Ergebnisse und Produktqualität zu gewährleisten. Im Bereich der Metallbeschichtung sind die beiden wichtigsten Vorbehandlungsschritte die Substratvorbehandlung und die Diamantpartikelvorbehandlung. Die Matrixvorbehandlung umfasst mehrere Schritte, um sicherzustellen, dass die Matrix sauber und frei von unerwünschten Materialien ist. Dazu gehören Schleifen, Waschen mit Lauge, Beizen, Aktivieren, Reinigen und Trocknen. Diese Schritte entfernen gemeinsam Oxide, Materialermüdung und Ölflecken von der Substratoberfläche. Dies gewährleistet eine gleichmäßige Nickelbeschichtung und verbessert die Haftung auf dem Substrat. Die Vorbehandlung der Diamantpartikel ist ebenso wichtig für hochwertige Beschichtungsergebnisse. Um eine optimale Vorbehandlung der Diamantpartikel zu erzielen, wird eine Kombination aus Magnetscheidung und Säure-Base-Mischbehandlung angewendet. Dadurch werden metallische Verunreinigungen und Metallverbindungen entfernt, die sich mit den Diamantkörnern vermischen und deren von Natur aus schwache magnetische Eigenschaften schwächen könnten. Gleichzeitig wird Öl, das sich möglicherweise auf der Oberfläche der Diamantpartikel angesammelt hat, entfernt, wodurch deren Benetzungseigenschaften verbessert werden.
Vorplattiert
Bei der Vorplattierung wird eine einfache Nickelschicht auf die Oberfläche des Substrats aufgebracht, die als Übergangsschicht dient und eine enge Verbindung mit dem Substrat eingeht.
Oberer Sand
Das Aufbringen von Diamantpartikeln auf die Oberfläche eines Substrats mittels mechanischer oder physikalischer Verfahren wird als Schleifen bezeichnet. Man unterscheidet zwischen dem Fallsand- und dem Versenksandverfahren.
Das erste Verfahren ermöglicht das Schleifen jeweils einer Seite des Substrats. Es eignet sich besonders für Produkte mit einseitiger Diamantbeschichtung. Da nur wenig Sand benötigt wird, eine dünne Regolithschicht entsteht und die Oberseite des Sandes effizient ist, ist es ideal für die Serienfertigung. Allerdings ist dieses Verfahren nicht für zylindrische oder unregelmäßig geformte Produkte geeignet.
Die Methode des vergrabenen Sandes ermöglicht hingegen das gleichzeitige Schleifen mehrerer Oberflächen in verschiedene Richtungen. Dieses Verfahren eignet sich besser für zylindrische oder unregelmäßig geformte Produkte und erfordert eine größere Sandmenge. Es führt außerdem zu einer dicken Regolithschicht und weist eine geringere Schleifleistung auf.
Sand abladen
Nach Abschluss des Sandbeladungsprozesses kann der Sand entladen werden. Stellen Sie das Substrat aufrecht und rütteln Sie es leicht, um die Diamantpartikel abzuschütteln, die nicht fest an der Stirnfläche haften und nicht durch die Nickelbeschichtung fixiert sind.
Verdicken
Beim Verdickungsprozess wird dieselbe Galvanisierungslösung wie beim Vorgalvanisierungsprozess verwendet, um die Nickelschicht weiter zu verdicken. Während des gesamten Prozesses – Vorgalvanisierung, Schleifen und Verdickung – ist auf die präzise Steuerung der Prozessparameter wie Stromstärke, Temperatur und pH-Wert zu achten.
Nachbearbeitung
Das galvanisch beschichtete Diamantwerkzeug wird in Acetonlösung eingelegt und anschließend mit destilliertem Wasser abgespült. Nach dem Herausnehmen und Trocknen wird es einer moderaten Wärmebehandlung unterzogen, um die Haftfestigkeit zwischen der Nickelschicht und dem Substrat weiter zu verbessern und gleichzeitig die Härte der Nickelschicht zu erhöhen.
Veröffentlichungsdatum: 14. Juni 2023