Алмазные инструменты с гальваническим покрытиемАлмазные инструменты, прочно покрытые металлической матрицей на подложке (стали или другом материале) методом электроосаждения, широко используются в машиностроении, электронике, стекольной промышленности, производстве строительных материалов, нефтедобыче и других отраслях. Электроосажденные алмазные инструменты играют важную роль в различных отраслях, таких как мехатроника, стекольная промышленность, производство строительных материалов, нефтедобыча и т. д. Эти инструменты разработаны для обеспечения высокой эффективности, длительного срока службы и точной шлифовки.
Для достижения желаемых свойств покрытие инструмента должно не только обладать высокой твердостью и износостойкостью, но и быть равномерно распределено по всей поверхности подложки. Равномерное распределение имеет решающее значение для предотвращения отслаивания покрытия и сокращения общего срока службы инструмента. В некоторых отраслях, таких как производство магнитных материалов и шлифовка керамики, предъявляются особые требования к сцеплению между покрытием и стальной подложкой. Например, в производстве магнитных материалов порошковая шлифовка осуществляется с контролируемой скоростью подачи около 0,3 мм. Аналогично, в керамической промышленности используются методы сухой шлифовки с высокой скоростью подачи, требующие прочного сцепления между покрытием и стальной подложкой. При производстве алмазных инструментов с гальваническим покрытием производители часто отдают приоритет типу покрытия, твердости и износостойкости, но часто игнорируют критически важные аспекты обеспечения прочного сцепления между покрытием и подложкой. Поэтому отслаивание покрытия во время эксплуатации является нередким явлением. В данной статье анализируются причины этой проблемы и кратко обсуждаются решения.
На алмазных инструментах с гальваническим покрытием встречаются три типа отслоившихся покрытий:
Отделение покрытия от поверхности подложки: алмазосодержащее металлическое покрытие и алмазонесодержащая металлическая подложка одновременно отделяются от стальной подложки.
Отслаивание слоя от металлической подложки: металлическая подложка без алмазов остается прикрепленной к стальной основе, в то время как металлическое покрытие, содержащее алмазы, отслаивается от металлической подложки.
Расслоение и отделение металлического покрытия в алмазосодержащем металлическом покрытии: металлическое покрытие в зоне контакта с заготовкой не изнашивается нормально, а отслаивается в виде хлопьев или порошка, при этом алмазные частицы не отделяются полностью. Этот тип отслаивания часто остается незамеченным, что приводит к ложному представлению о плохой адгезии или износостойкости покрытого металла. Непрерывные крупные поры на поверхности инструмента могут указывать на этот тип отслаивания, когда алмазные зерна отламываются во время нормальной работы инструмента.
Понимание этих типов отслаивания может помочь выявить конкретные проблемы и предпринять соответствующие действия для повышения прочности сцепления и долговечности алмазных инструментов с покрытием.
Причины отслоения покрытия:
Предварительная обработка перед нанесением покрытия играет жизненно важную роль в обеспечении адгезии и качества покрытия на стальной подложке. Ниже перечислены некоторые эффекты предварительной обработки: Очистка поверхности: механическая полировка и обезжиривание для удаления посторонних частиц, масла и других загрязнений с поверхности подложки. Это обеспечивает прямое прилегание покрытия к металлической поверхности без каких-либо примесей. Недостаточная очистка поверхности может привести к плохой адгезии и отслаиванию покрытия. Удаление оксидной пленки: Травление — это процесс удаления слоя оксидной пленки, образовавшегося на подложке в результате воздействия воздуха или других факторов окружающей среды. Перед электролитическим осаждением этот слой оксида необходимо удалить, чтобы обнажить нижележащую металлическую поверхность. Если оксидная пленка не будет эффективно удалена, это будет препятствовать образованию прочной связи между металлом покрытия и основным металлом, что приведет к плохой адгезии. Активация: Активация проводится для обеспечения химически активной и чистой поверхности для процесса нанесения покрытия. Она способствует адгезии покрытия, улучшая связь между подложкой и материалом покрытия. Процессы активации, такие как травление или электрохимическая очистка, удаляют оставшиеся оксидные слои и создают специфические условия на поверхности, улучшающие адгезию между подложкой и покрытием. В целом, качественная предварительная обработка поверхности обеспечивает чистоту подложки, отсутствие загрязнений и надлежащую активацию. Это способствует прочному сцеплению покрытия с подложкой, обеспечивая высококачественное и долговечное покрытие. И наоборот, некачественная предварительная обработка может привести к проблемам с адгезией, повреждению покрытия и снижению эксплуатационных характеристик продукта.
Помимо некачественной предварительной обработки перед нанесением покрытия, причинами отслаивания покрытия являются следующие:
Недостаточная подготовка поверхности: Помимо предварительной обработки перед нанесением покрытия, поверхность подложки должна быть тщательно очищена и подготовлена для обеспечения надлежащей адгезии покрытия. Любые загрязнения или неровности на поверхности могут препятствовать сцеплению покрытия с подложкой, вызывая отслаивание.
Недостаточная толщина покрытия: Толщина покрытия должна соответствовать предполагаемому применению. Если покрытие слишком тонкое, оно может недостаточно прочно прилегать к подложке, вызывая отслаивание. Толщина покрытия должна контролироваться в пределах указанного диапазона для обеспечения хорошей адгезии.
Низкое качество материала для покрытия: Качество используемого материала для покрытия влияет на адгезию покрытия. Если материал для покрытия низкого качества или не обладает необходимыми свойствами, он может недостаточно прочно сцепиться с подложкой, что приведет к отслаиванию.
Недостаточное количество адгезионного промотора: Адгезионные промоторы или связующие вещества часто используются между подложкой и покрытием для улучшения адгезии. Неиспользование или неправильное использование адгезионных промоторов может привести к плохой адгезии и последующему отслаиванию покрытия.
Неправильные параметры процесса гальванического покрытия: Для достижения хорошей адгезии необходимо оптимизировать параметры процесса гальванического покрытия, такие как плотность тока, температура, время нанесения покрытия и т. д. Если эти параметры установлены неправильно, это может привести к плохой адгезии и отслаиванию покрытия.
Дата публикации: 27 июля 2023 г.