Всем известно, что грифель карандаша очень мягкий и легко ломается. Существует материал, также изготовленный из углерода, но это самый твердый материал в мире — алмаз.
Из-за твердости и редкости алмазы с древних времен считались драгоценными камнями, а ограненный и отполированный алмаз называется алмазом, который является одним из самых ценных драгоценных камней в мире.
Твердость алмаза очень высока. Он может оставлять следы практически на всех объектах. Алмаз острый и не склонен к нагреву. Поэтому он также используется в производственных процессах, например, для встраивания алмазов в различные заготовки инструментов для изготовления шлифовальных и режущих инструментов. Этот процесс производства называется гальваническим осаждением алмазов.
Алмаз, покрытый гальваническим покрытием.
Алмазное гальваническое покрытие основано на принципе гальванического осаждения. Алмазный песок внедряется в заготовку с никелем. Одна часть алмаза внедряется в подложку, а другая часть остается на поверхности, образуя прочный и износостойкий рабочий слой.
Целью гальванического алмазного покрытия является повышение режущей и шлифовальной способности за счет внедрения плотных алмазных частиц в поверхность металлической заготовки. Различные шлифовальные инструменты, изготовленные по технологии гальванического алмазного покрытия, широко используются в машиностроении, стекольной промышленности, производстве строительных материалов и других отраслях.
Для образования алмазов необходимы особые условия, поэтому их производство относительно сконцентрировано, а объём выпуска сравнительно невелик. Природные алмазы не могут удовлетворить спрос, поэтому для изготовления алмазов методом гальванического осаждения используются частицы синтетических алмазов.
История развития шлифовки
Человечество издавна использовало различные инструменты для измельчения и обработки предметов. В древности люди использовали острые камни, кости животных, палки и другие инструменты для охоты и разделки пищи, что также является самым ранним методом измельчения.
Известно, что во времена династии Юань в Китае существовал инструмент, который использовал натуральный каучук для приклеивания порошка из раковин к овечьей шкуре с целью полировки. Это самый ранний из известных инструментов с инкрустацией абразивными частицами.
С момента открытия различных металлов, таких как бронза, человечество начало использовать их более твердые и пластичные свойства для обработки этих металлов и создания из них различных инструментов, а также широко применять их в различных процессах шлифовки. С тех пор человечество вступило в новую эру использования шлифовки металлов.
В современную эпоху, с быстрым развитием промышленного производства, твердость обрабатываемых материалов постоянно возрастает, и обычные инструменты для шлифовки металла уже не могут удовлетворить эти потребности. Поэтому люди стали искать абразивы с более высокой твердостью.
Таким образом, в настоящее время широко используются шлифовальные материалы, такие как природный корунд, искусственный карбид кремния и искусственный алмаз, обладающие более высокой твердостью. После измельчения этих материалов до мелких частиц их обжигают или встраивают в другие металлические подложки для формирования шлифовальных инструментов определенной формы, что позволяет осуществлять шлифовальную обработку.
Характеристики алмаза, полученного методом гальванического осаждения.
Изделия, изготовленные методом гальванического осаждения алмазов, состоят из двух частей: заготовки и алмазного покрытия. Таким образом, этот процесс гальванического осаждения алмазов позволяет производить различные шлифовальные инструменты с нерегулярной структурой, малыми и тонкими размерами и высокой точностью.
При гальваническом осаждении алмазов обычно используется никель в качестве связующего вещества между алмазными частицами и подложкой. Он прочно закрепляет 1/2 или 2/3 алмаза на заготовке, образуя очень твердое покрытие. Это делает осажденный алмаз очень износостойким, и алмаз не отслаивается легко.
Благодаря высокой твердости алмаза и возможности длительного сохранения остроты алмазных частиц, эффективность работы различных шлифовальных инструментов, изготовленных из гальванически осажденного алмаза, также будет значительно выше, а износостойкость — выше.
В процессе производства алмазов с гальваническим покрытием используется низкотемпературное осаждение после электролитического воздействия, благодаря чему на алмаз не воздействуют высокие температуры и давление, а также не происходит никакого влияния на сам алмаз. Это также гарантирует сохранение его качества и способствует улучшению качества шлифовки.
Технологический процесс гальванического нанесения алмазного покрытия
алмазное сырье
Выберите соответствующее количество алмазных ячеек в соответствии с требуемой точностью гальванического алмазного инструмента, и искусственный алмаз под микроскопом будет представлять собой многогранник с алмазными углами и иметь желто-зеленый цвет.
Для обеспечения качества гальванически осажденных алмазов также используется профессиональный магнитный сепаратор для удаления различных примесей из алмазных частиц, что гарантирует чистоту алмаза.
Обезжиривание
Для удаления масла используйте промышленную щелочь: растворите каустическую соду в воде и кипятите 30 минут, затем промойте дистиллированной водой 2-3 раза, чтобы удалить масляные пятна с поверхности алмаза.
Заготовку с гальваническим алмазным покрытием также необходимо обезжирить. Обычно заготовку помещают в ультразвуковую ванну с каустической содой, нагревают воду до расплавления каустической соды, а затем проводят ультразвуковую очистку в течение 30 минут.
Предварительное покрытие
Для обеспечения прочного соединения алмаза с подложкой необходимо перед нанесением алмазного покрытия обернуть им поверхность заготовки.
Электролит нагревают до 50 ℃, и заготовку помещают в электролитическую ванну. После реакции металлического никеля с гальваническим раствором ионы никеля осаждаются на поверхности заготовки, образуя тонкий слой покрытия.
гальваническое покрытие
Для внедрения алмазных зерен в гальванический слой заготовки обычно используются два метода: метод встраивания в песок и метод капельного встраивания в песок. Метод капельного встраивания в песок позволяет обрабатывать только одну поверхность за раз, поэтому он больше подходит для односторонних изделий с гальваническим алмазным покрытием; метод встраивания в песок предполагает внедрение алмазных зерен в изделия, требующие гальванического покрытия, поэтому он больше подходит для цилиндрических или неправильных изделий.
Однако принципы их действия одинаковы. После того, как раствор для электролитического покрытия и заготовка будут заэлектризованы, алмазные частицы будут накапливаться на предварительно покрытой заготовке. Под действием электрического поля никель будет разлагаться и высвобождать атомы никеля, которые будут осаждаться на заготовке вместе с алмазными частицами. Алмазы на поверхности будут постепенно покрываться, образуя алмазное покрытие.
Выстирать и высушить
После гальванического покрытия промойте изделие чистой водой, так как между частицами гальванического раствора останутся остатки алмазной крошки; наконец, воду с поверхности изделия можно испарить горячим воздухом, и гальваническое алмазное покрытие завершено.
Дата публикации: 03 февраля 2023 г.