Teollisuusmaailmassa timantit eivät ole vain vaurauden ja ylellisyyden symboli, vaan myös keskeinen osa leikkaus- ja hiontatyökalujen valmistuksessa. Nykyään timanttien galvanointiprosessin ansiosta tämän arvokkaan aineen levittäminen työkalun alustaan on helpompaa ja tehokkaampaa. Timantit tunnetaan uskomattomasta kovuudestaan ja naarmuuntumisenkestävyydestään, mikä tekee niistä arvokkaan resurssin työkalujen valmistuksessa.
Perinteisesti valmistajien piti asettaa timantit työkaluihin manuaalisesti, mikä oli työläs ja kallis prosessi. Timanttien galvanointiprosessin myötä valmistajat pystyivät kuitenkin luomaangalvanoidut timanttityökalutnopeasti ja helposti.
Galvanointi on prosessi, jossa ohuet metallikerrokset liitetään johtaviin pintoihin. Timanttityökalujen valmistuksessa metallikerros levitetään työkalun alustalle ja timanttihiukkaset galvanoidaan metallipinnalle. Tämä lähestymistapa ei ainoastaan luo koheesiosidosta timanttihiukkasten ja työkalumatriisin välille, vaan varmistaa myös timanttien tasaisen ja tasaisen jakautumisen koko työkalussa.
Timanttipinnoituksen periaate on, että kun galvanointiliuos kohdistetaan sähköön työkappaleen kanssa, timanttihiukkasia kerrostuu esipinnoitetulle työkappaleelle. Sähkökenttä saa sitten nikkelin hajoamaan, jolloin pinnalle timanttihiukkasten mukana kerrostuneet nikkeliatomit vapautuvat. Ajan myötä pinnalla olevat timantit kapseloituvat vähitellen muodostaen timanttipinnoitteen.
Prosessijaon mukaan galvanoitujen timanttityökalujen valmisteluun kuuluu esikäsittely, esipinnoitus, pintahionta, hiekan poisto, sakeutus ja jälkikäsittely.
Esikäsittely
Esikäsittely on kriittinen vaihe galvanointiprosessissa parhaiden tulosten ja tuotteen laadun varmistamiseksi. Metallipinnoituksen alalla kaksi keskeistä esikäsittelyvaihetta ovat substraatin esikäsittely ja timanttihiukkasten esikäsittely. Matriisin esikäsittely sisältää sarjan vaiheita sen varmistamiseksi, että matriisi on puhdas ja vapaa kaikesta ei-toivotusta materiaalista. Prosessiin kuuluvat hionta, emäksinen pesu, peittaus, aktivointi, puhdistus ja kuivaus. Nämä vaiheet toimivat yhdessä poistaakseen oksidit, väsymisjäljet tai öljytahrat substraatin pinnalta. Tämä varmistaa nikkelikerroksen tasaisen peiton ja parantaa tarttumista substraattiin. Timanttihiukkasten esikäsittely on yhtä tärkeää korkealaatuisten pinnoitustulosten saavuttamiseksi. Parhaan timanttihiukkasten esikäsittelyn saavuttamiseksi käytetään magneettisen erottelun ja happo-emässekakäsittelyn yhdistelmää. Tämä poistaa metalliset alkuaineet ja metalliyhdisteiden epäpuhtaudet, jotka voivat sekoittua ja heikentää timanttijyvien luonnostaan heikkoja magneettisia ominaisuuksia. Samalla timanttihiukkasten pinnalle mahdollisesti kertynyt öljy poistetaan, mikä parantaa niiden kostutusominaisuuksia.
Esipinnoitettu
Esipinnoitus tarkoittaa yksinkertaisen nikkelikerroksen levittämistä substraatin pinnalle, jotta se toimii siirtymäkerroksena ja sitoutuu tiiviisti substraattiin.
Ylähiekka
Timanttihiukkasten kiinnittämistä alustan pinnalle mekaanisilla tai fysikaalisilla menetelmillä kutsutaan hiomiseksi. Hiontamenetelmä jaetaan putoavan hiekan menetelmään ja haudatun hiekan menetelmään.
Ensimmäinen menetelmä mahdollistaa hiomisen alustan toisella puolella kerrallaan. Tämä menetelmä sopii erittäin hyvin tuotteille, joissa on timanttipinnoitus toiselta puolelta. Se vaatii vain pienen määrän hiekkaa, luo ohuen regoliitin ja hiekan yläpuoli on tehokas, mikä tekee siitä ihanteellisen laajamittaiseen tuotantoon. Tämä menetelmä ei kuitenkaan sovellu sylinterimäisille tai epäsäännöllisen muotoisille tuotteille.
Toisaalta haudatun hiekan menetelmällä voidaan hioa useita pintoja eri suuntiin samanaikaisesti. Tämä tekniikka sopii paremmin sylinterimäisille tai epäsäännöllisen muotoisille tuotteille ja vaatii suuremman määrän hiekkaa. Se johtaa myös paksuun regoliittiin ja sen hiontatehokkuus on alhaisempi.
Pura hiekka
Kun hiekan täyttö on valmis, hiekka voidaan purkaa. Nosta alusta pystyasentoon ja tärytä sitä hieman ravistellaksesi pois timanttihiukkaset, jotka eivät ole tiukasti kiinni päätypinnassa eivätkä ole nikkelipinnoitteen tiivistämiä.
Sakeuttaa
Sakeutusprosessissa käytetään samaa pinnoitusliuoskaavaa kuin esipinnoitusprosessissa nikkelikerroksen paksuntamiseksi entisestään. Koko esipinnoituksen, hionnan ja sakeutuspinnoituksen aikana on kiinnitettävä huomiota prosessiparametrien, kuten virran, lämpötilan ja pH-arvon, tarkkaan hallintaan.
Jälkikäsittely
Liota galvanoitua timanttityökalua asetoniliuoksessa ja huuhtele tislatulla vedellä. Ota se pois, kuivaa ja käsittele kohtuullisesti lämpökäsittelyllä parantaaksesi entisestään nikkelipinnoitekerroksen ja alustan välistä sidoslujuutta ja samalla lisätäksesi nikkelipinnoitekerroksen kovuutta.
Julkaisun aika: 14. kesäkuuta 2023