産業界において、ダイヤモンドは富と贅沢の象徴であるだけでなく、切削工具や研削工具の製造における重要な構成要素でもあります。そして今、ダイヤモンドめっき技術のおかげで、この貴重な物質を工具基材により簡単かつ効率的に塗布できるようになりました。ダイヤモンドは驚異的な硬度と耐傷性で知られており、工具製造において非常に貴重な資源となっています。
従来、製造業者は工具にダイヤモンドを手作業で埋め込む必要があり、これは手間とコストのかかる工程でした。しかし、ダイヤモンド電気めっきプロセスの登場により、製造業者は電気めっきダイヤモンド工具素早く簡単に。
電気めっきとは、導電性表面に薄い金属層を接合するプロセスです。ダイヤモンド工具の製造においては、工具基材に金属層を塗布し、その上にダイヤモンド粒子を電気めっきします。この方法により、ダイヤモンド粒子と工具基材との間に強固な結合が形成されるだけでなく、工具全体にダイヤモンドが均一に分布することが保証されます。
ダイヤモンドめっきの原理は、めっき液にワークピースを浸漬して通電すると、ダイヤモンド粒子がめっき済みのワークピース上に析出するというものです。電場によってニッケルが分解され、ダイヤモンド粒子とともに表面に析出したニッケル原子が放出されます。時間が経つにつれて、表面のダイヤモンド粒子は徐々に覆われ、ダイヤモンドコーティングが形成されます。
工程区分によれば、電気めっきダイヤモンド工具の製造には、前処理、前めっき、上部研磨、砂抜き、厚み付け、後処理の工程を経る必要がある。
前処理
前処理は、最高の結果と製品品質を確保するために、電気めっきプロセスにおいて重要なステップです。金属めっきの分野では、前処理の2つの主要なステップは、基材の前処理とダイヤモンド粒子の前処理です。基材の前処理は、基材が清浄で不要な物質が一切ないことを保証するための一連のステップからなります。このプロセスには、研削、苛性ソーダ洗浄、酸洗、活性化、洗浄、乾燥が含まれます。これらのステップは連携して、基材表面から酸化物、疲労、または油汚れを除去します。これにより、ニッケル層の均一な被覆が確保され、基材への密着性が向上します。ダイヤモンド粒子の前処理も、高品質のめっき結果を得るために同様に重要です。ダイヤモンド粒子の最適な前処理を実現するために、磁気分離と酸塩基混合処理の組み合わせが採用されています。これにより、ダイヤモンド粒子の本来弱い磁性を弱める可能性のある金属元素や金属化合物の不純物が除去されます。同時に、ダイヤモンド粒子の表面に蓄積した可能性のある油も除去され、濡れ性が向上します。
プレプレート
プレプレーティングとは、基板表面に単純なニッケル層をめっきし、遷移層として機能させ、基板と密着させることである。
上部の砂
ダイヤモンド粒子を機械的または物理的な方法で基材表面に固定する工程を研磨という。研磨方法は、落砂法と埋砂法に分けられる。
最初の方法は、基材の片面ずつ研磨できるという特徴があります。この方法は、片面にダイヤモンドメッキを施した製品に非常に適しています。少量の砂で済み、薄いレゴリス層が形成され、砂の表面処理効率も高いため、大規模生産に最適です。ただし、円筒形や不規則な形状の製品には適していません。
一方、埋設砂工法では、複数の面を同時に異なる方向から研磨することができます。この工法は円筒形や不規則な形状の製品に適しており、より多くの砂を必要とします。また、厚いレゴリス層が形成され、研磨効率が低下するという欠点もあります。
砂を荷降ろしする
砂の充填工程が完了したら、砂を排出します。基板を垂直に立て、軽く振動させて、端面にしっかりと付着しておらず、ニッケルコーティングによって固められていないダイヤモンド粒子を振り落とします。
厚みをつける
増厚工程では、前めっき工程と同じめっき液組成を用いてニッケル層をさらに厚くします。前めっき、研磨、増厚めっきの全工程において、電流、温度、pH値などの工程パラメータを正確に制御することが重要です。
後処理
電気めっきされたダイヤモンド工具をアセトン溶液に浸し、蒸留水ですすぎます。取り出して乾燥させ、適度な熱処理を施すことで、ニッケルめっき層と基材との密着性をさらに向上させると同時に、ニッケルめっき層の硬度を高めます。
投稿日時：2023年6月14日