Sappiamo tutti che la mina delle matite è molto morbida e si spezza facilmente. Esiste un materiale simile, composto anche di carbonio come la mina, ma è il materiale più duro al mondo: il diamante.
Grazie alla loro durezza e rarità, i diamanti sono stati considerati pietre preziose fin dall'antichità; il diamante, dopo essere stato tagliato e lucidato, viene chiamato appunto diamante, ed è una delle gemme più preziose al mondo.
La durezza del diamante è molto elevata. Può incidere quasi tutte le superfici. Il diamante è affilato e non si surriscalda facilmente. Per questo motivo viene utilizzato anche nella produzione industriale, ad esempio per inglobare il diamante in vari substrati di utensili per realizzare alcuni utensili da taglio e rettifica. Questo processo di produzione è chiamato galvanizzazione del diamante.
diamante galvanizzato
La diamantazione galvanica si basa sul principio dell'elettrodeposizione. La sabbia diamantata viene incorporata nel pezzo in lavorazione tramite nichel. Una parte del diamante si incastra nel substrato, mentre l'altra parte rimane esposta in superficie, formando uno strato di lavoro solido e resistente all'usura.
Lo scopo della diamantazione galvanica è quello di aumentare la capacità di taglio e rettifica mediante l'incorporazione di dense particelle di diamante sulla superficie del pezzo metallico. Diversi utensili di rettifica realizzati con la tecnologia di diamantazione galvanica sono ampiamente utilizzati nell'industria meccanica, del vetro, dei materiali da costruzione e in altri settori.
La formazione del diamante richiede un ambiente particolare, pertanto la produzione di diamanti è relativamente concentrata e la quantità prodotta è relativamente limitata. I diamanti naturali non sono in grado di soddisfare la domanda, quindi i diamanti galvanizzati sono realizzati con particelle di diamante sintetico.
Storia dello sviluppo della macinazione
L'uomo ha una lunga storia di utilizzo di vari strumenti di macinazione per lavorare gli oggetti. Nell'antichità, le popolazioni antiche utilizzavano pietre affilate, ossa di animali, bastoni e altri strumenti per cacciare e tagliare il cibo, e questo rappresenta anche il primo esempio di utilizzo di strumenti di macinazione.
È documentato che durante la dinastia Yuan, in Cina, esisteva uno strumento che utilizzava gomma naturale per incollare polvere di conchiglie sulla pelle di pecora a scopo di lucidatura. Questo rappresenta il più antico strumento abrasivo intarsiato di cui si abbia notizia.
Dalla scoperta di vari metalli come il bronzo, l'umanità ha iniziato a sfruttarne le caratteristiche di durezza e plasticità per lavorarli e ricavarne diversi strumenti, applicandoli ampiamente a vari processi di molatura. Da allora, l'uomo è entrato in una nuova era nell'utilizzo della molatura dei metalli.
Nell'era moderna, con il rapido sviluppo della produzione industriale, la durezza dei materiali lavorati è aumentata sempre di più e i normali utensili per la rettifica dei metalli non sono più in grado di soddisfare le esigenze; pertanto, si è iniziato a cercare materiali con una durezza maggiore da utilizzare come abrasivi.
Esistono quindi materiali abrasivi ad alta durezza come il corindone naturale, il carburo di silicio artificiale e il diamante artificiale, che sono ampiamente utilizzati al giorno d'oggi. Dopo essere stati macinati in particelle fini, questi materiali vengono cotti o inglobati in altri substrati metallici per formare utensili abrasivi di una determinata forma, in modo da poter eseguire il processo di rettifica.
Caratteristiche del diamante galvanizzato
I prodotti realizzati con diamante elettrolitico sono composti da due parti: il pezzo in lavorazione e il rivestimento di diamante. Pertanto, questo processo di deposizione di diamante elettrolitico consente di produrre diversi utensili di rettifica con struttura irregolare, dimensioni ridotte e sottili e alta precisione.
La diamantazione galvanica utilizza solitamente il nichel come legante tra le particelle di diamante e il substrato. In questo modo, metà o due terzi del diamante vengono saldamente inglobati nel pezzo in lavorazione, creando un rivestimento molto duro. Ciò rende il diamante placcato estremamente resistente all'usura e impedisce che si stacchi facilmente.
Grazie all'elevatissima durezza del diamante e alla capacità delle particelle di diamante di mantenere a lungo la loro affilatura, l'efficienza operativa dei vari utensili di rettifica realizzati con rivestimento diamantato elettrolitico risulterà significativamente superiore e la loro resistenza all'usura maggiore.
Nel processo di produzione del diamante galvanizzato, viene adottato un processo di deposizione a bassa temperatura dopo l'elettrificazione, in modo da non generare alte temperature e alte pressioni sul diamante, e quindi non avere alcun impatto sul diamante stesso, garantendo inoltre che la qualità del diamante non venga compromessa, ed è più favorevole al miglioramento della qualità di rettifica.
Flusso di processo per la galvanizzazione del diamante
materia prima diamantina
Selezionare il numero corrispondente di maglie di diamante in base alla precisione richiesta dall'utensile diamantato elettrolitico; il diamante sintetico, se osservato al microscopio, mostrerà un poliedro con angoli di diamante e un colore giallo-verde.
Per garantire la qualità del diamante galvanizzato, verrà utilizzato anche un separatore magnetico professionale per estrarre le varie impurità dalle particelle di diamante e assicurare così la purezza del diamante stesso.
Sgrassatura
Per rimuovere l'olio, utilizzare un alcali industriale: sciogliere la soda caustica in acqua e farla bollire per 30 minuti, quindi lavare con acqua distillata per 2-3 volte per eliminare le macchie d'olio dalla superficie del diamante.
Anche il pezzo in lavorazione diamantato galvanizzato deve essere sgrassato. Solitamente, il pezzo viene inserito in un pulitore a ultrasuoni con soda caustica; l'acqua viene riscaldata per sciogliere la soda caustica e quindi si procede alla pulizia a ultrasuoni per 30 minuti.
Pre-placcatura
Per garantire una solida adesione tra il diamante e il substrato, è necessario applicare un rivestimento galvanico sulla superficie del pezzo prima della galvanizzazione del diamante.
L'elettrolita viene riscaldato a 50 °C e il pezzo in lavorazione viene immerso nel bagno di placcatura energizzato. In seguito alla reazione tra il nichel metallico e la soluzione di placcatura, gli ioni di nichel si depositano sulla superficie del pezzo, formando un sottile strato di placcatura.
elettroplaccatura
Per incorporare i grani di diamante nello strato galvanizzato del pezzo, si utilizzano generalmente due metodi: il metodo di immersione nella sabbia e il metodo di gocciolamento della sabbia. Il metodo di gocciolamento della sabbia consente di trattare una sola superficie alla volta, quindi è più adatto per prodotti galvanizzati con diamante su un solo lato; il metodo di immersione nella sabbia prevede l'incorporazione dei diamanti necessari nella sabbia diamantata, quindi è più adatto per prodotti cilindrici o di forma irregolare.
Tuttavia, i principi di base sono gli stessi. Dopo che la soluzione galvanica e il pezzo in lavorazione vengono elettrificati, le particelle di diamante si depositano sul pezzo pre-placcato. Sotto l'azione del campo elettrico, il nichel si decompone rilasciando atomi di nichel, che si depositano sul pezzo insieme alle particelle di diamante. Il diamante presente sulla superficie si deposita gradualmente formando un rivestimento di diamante.
Lavare e asciugare
Dopo la galvanizzazione, lavare il prodotto con acqua pulita, poiché tra i granelli di diamante rimarranno residui di liquido galvanico e particelle di diamante; infine, l'acqua presente sulla superficie del prodotto può essere fatta evaporare con aria calda, e il prodotto galvanizzato con diamante è completato.
Data di pubblicazione: 3 febbraio 2023