Teemantide pinnametalliseerimise meetodid

Viimases artiklis rääkisime teemantpinna metalliseerimise põhjusest ja põhimõttest. Sel perioodil räägime teemantpinna metalliseerimise levinud meetoditest nii kodu- kui välismaal, sealhulgas peamiselt keemiline katmine, soolavanni meetod, vaakum aurutamine, pulberkattega paagutamine

 

1. Keemiline katmine pluss galvaniseerimine
See meetod viitab konkreetselt metallide, nagu Ni, Co, Cu või Ni-W, Co-W ja muude komposiitmetallide esmasele sadestamisele teemandi pinnale oksüdatsiooni-redutseerimisreaktsiooni kaudu, et teemant jõuaks poodi, ja seejärel galvaniseerimisega. saada vajalik kate. Teemantiosakeste keemilist katmist ja galvaniseerimise tooteid kasutatakse tavaliselt ainult vaiguga seotud tööriistade jaoks, mis võivad suurendada teemandiosakeste pinna karedust, parandada sideme füüsilist hoidejõudu osakestel ja samal ajal võib kate. korvavad teemandiosakeste sisemised vead, parandavad nende mehaanilisi omadusi ja termilist stabiilsust.
Väärib märkimist, et teemantpinna elektrooniline katmine või Ni, Co ja Cu katmine ei ole rakendatav metallide liimimistööriistade puhul. Isegi Ni-W ja Co-W sulamitega kaetud tooteid ei saa kasutada metallide sidumistööriistade jaoks, kuna Ni ja Co on grafitiseeritud elemendid ega saa mängida metallurgilist siduvat rolli.

2. Soolavanni meetod
Soolavanni katmine hõlmab metallipulbri, näiteks Ti või Cr, lisamist kloriidi, seejärel teemandiosakeste lisamist segatud lahusesse ja lahuse kuumutamist temperatuurini 850–1100 kraadi. Pärast 1-2h soolavanni töötlemist moodustub teemantpinnale vastav karbiidkate. Selle meetodi peamine eelis on see, et kate on kindlalt teemandiga ühendatud; Puuduseks on see, et katte temperatuur on kõrge, teemandi soolavannist eraldamise protsess pärast plaadistamist on keeruline ja katmiskulud on kõrged.

3. Vaakumplaatimine
Metalliga seotud teemanttööriistade (nt saelehed ja geoloogilised otsad) jaoks kasutatav teemantpind peaks olema kaetud tugevate karbiidi moodustavate elementidega, nagu Ti, cr, Mo, w, V jne. Need metallid sadestatakse tavaliselt teemandile. pind vaakumkattega, kuid see meetod nõuab vaakumseadmeid ja protsess on keeruline. Praegu on kodus ja välismaal tavaliselt kasutatavad vaakumplaadistamise tehnoloogiad järgmised:
(1) Vaakumfüüsikaline aurustamine-sadestamine (PVD)
Vaakum-füüsikaline aurustamine-sadestamine viitab vaakum-aurustuskatja, magnetron-pihustuskatja või ioonkiirega katmisseadme ja muude seadmete kasutamisele sihtmetalli vaakumiks aatomiteks, molekulideks või ioonideks ja nende otse plaadistuse pinnale sadestamiseks. Vastavalt erinevatele gaasistamismeetoditele katmise ajal võib meetodi jagada vaakum-aurustamiseks, vaakumpihustamiseks ja vaakum-ioonplaadistamiseks.
Sellel meetodil on aga mõned puudused, näiteks väike ühe katte kogus, ebaühtlane kate, kergesti jäetav kattekiht, katte ja teemandi vaheline füüsiline adhesioon, keemilise metallurgia kombinatsiooni puudumine jne; Parima kattestruktuuri saamiseks on korduva plaadistamise tõttu keeruline tööstuslikku rakendust realiseerida.
(2) Vaakumkeemiline aurustamine-sadestamine (CVD)
Keemiline aurustamine-sadestamine (CVP) on katete moodustumine gaasiliste ainete keemilisel reaktsioonil tahketel pindadel teatud rõhu-, temperatuuri- ja ajatingimustel. CVD tähendab üldiselt plaaditud metalli gaasiliste ühendite (nagu halogeniidid jne) viimist plaaditud detaili reaktsioonikambrisse ja katte moodustamiseks töödeldava detailiga kokkupuutel termilist lagunemist või keemilist sünteesi.
Selle meetodi reaktsioonitemperatuur on aga üldiselt nii kõrge kui 900–1200 kraadi, mida on lihtne teemanti kahjustada; Sarnaselt PVD-ga on reaktiivset gaasifaasi raske akumuleerunud osakestesse tungida, üksiku katte kogus on väike ja maksumus kõrge.

4. Pulberkattega paagutamine
Metallipulbri ja teemandi vahelise kontaktreaktsiooni kasutamist kõrgel temperatuuril karbiidi või metallikihi moodustamiseks teemandi pinnale nimetatakse pulberkattega paagutamismeetodiks või tahke pulbri kontaktreaktsiooni meetodiks. Katte moodustumine seisneb tegelikult selles, et pulbris olevad metallioksiidid (nagu WO3, WO2, MoO3, MoO2) on kõrgel temperatuuril lenduvad ja reageerivad teemantpinna süsinikuaatomitega, moodustades karbiide.
Kuigi see meetod võib suurendada ühe katte kogust, kuna katte temperatuur on üldiselt kõrgem kui 850 kraadi, teemant oksüdeerub ja survetugevus väheneb. Tegelikud rakenduse tulemused näitavad, et teemanttööriistade jõudluse paranemine ei ole ilmne.