Bei der Herstellung galvanisierter Diamantwerkzeuge sind viele Prozesse erforderlich. Jeder Prozess, der nicht ausreicht, führt dazu, dass die Beschichtung abfällt.
Wirkung der Vorbeschichtung
Der Behandlungsprozess der Stahlmatrix vor dem Eintritt in den Galvanikbehälter wird als Vorgalvanisierung bezeichnet. Die Vorgalvanisierung umfasst mechanisches Polieren, Ölentfernung, Erosion und Aktivierung. Ziel der Vorgalvanisierung ist die Entfernung von Grat, Öl, Oxidschicht, Rost und Oxidationshaut auf der Matrixoberfläche, um das Matrixmetall freizulegen und so ein normales Metallgitterwachstum und die Bildung intermolekularer Bindungskräfte zu ermöglichen.
Bei unzureichender Vorbehandlung weist die Oberfläche der Matrix einen sehr dünnen Öl- und Oxidfilm auf. Der metallische Charakter des Matrixmetalls kann nicht vollständig freigelegt werden, was die Bildung des Beschichtungsmetalls und des Matrixmetalls, das lediglich eine mechanische Einlage darstellt, behindert. Die Bindungskraft ist daher gering. Daher ist eine unzureichende Vorbehandlung vor der Beschichtung die Hauptursache für das Ablösen der Beschichtung.
Die Wirkung der Beschichtung
Die Zusammensetzung der Beschichtungslösung beeinflusst direkt die Art, Härte und Verschleißfestigkeit des Beschichtungsmetalls. Durch verschiedene Prozessparameter lassen sich zudem Dicke, Dichte und Spannung der Beschichtungsmetallkristallisation steuern.
Für die Herstellung von Diamantgalvanisierwerkzeugen werden meist Nickel oder Nickel-Kobalt-Legierungen verwendet. Ohne den Einfluss von Verunreinigungen in der Beschichtung beeinflussen folgende Faktoren die Beschichtungsablösung:
(1) Der Einfluss innerer Spannungen Die innere Spannung der Beschichtung entsteht beim galvanischen Abscheidungsprozess, und die Additive in der gelösten Welle und ihre Zersetzungsprodukte sowie Hydroxide erhöhen die innere Spannung.
Makroskopische Spannungen können bei Lagerung und Gebrauch zu Blasenbildung, Rissbildung und Ablösen der Beschichtung führen.
Bei Vernickelung oder Nickel-Kobalt-Legierungen ist die innere Spannung sehr unterschiedlich. Je höher der Chloridgehalt, desto größer die innere Spannung. Bei der Nickelsulfat-Beschichtungslösung ist die innere Spannung der Watt-Beschichtungslösung geringer als bei anderen Beschichtungslösungen. Durch Zugabe von organischem Leuchtstoff oder Spannungsentferner können die makroskopischen inneren Spannungen der Beschichtung deutlich reduziert und die mikroskopischen inneren Spannungen erhöht werden.
(2) Die Wasserstoffentwicklung in jeder Beschichtungslösung, unabhängig vom pH-Wert, führt aufgrund der Dissoziation von Wassermolekülen immer zu einer gewissen Menge an Wasserstoffionen. Daher kommt es unter geeigneten Bedingungen, unabhängig davon, ob in einem sauren, neutralen oder alkalischen Elektrolyten galvanisiert wird, häufig zu Wasserstoffablagerungen an der Kathode zusammen mit der Metallablagerung. Nach der Reduktion der Wasserstoffionen an der Kathode entweicht ein Teil des Wasserstoffs, ein anderer Teil dringt als atomares Wasserstoffatom in das Matrixmetall und die Beschichtung ein. Dies verzerrt das Gitter, verursacht hohe innere Spannungen und verformt die Beschichtung erheblich.
Auswirkungen des Beschichtungsprozesses
Wenn die Zusammensetzung der Galvanisierlösung und andere Prozesssteuerungseffekte außer Acht gelassen werden, ist ein Stromausfall während des Galvanisierprozesses eine wichtige Ursache für den Beschichtungsverlust. Der Galvanisierprozess von galvanischen Diamantwerkzeugen unterscheidet sich stark von anderen Galvanisierverfahren. Der Galvanisierprozess von galvanischen Diamantwerkzeugen umfasst die Leerplattierung (Basis), die Sandbeschichtung und den Verdickungsprozess. Bei jedem Prozess besteht die Möglichkeit, dass die Matrix die Galvanisierlösung verlässt, d. h. bei einem längeren oder kürzeren Stromausfall. Daher kann die Anwendung eines günstigeren Verfahrens auch das Auftreten von Beschichtungsablösungen reduzieren.
Der Artikel wurde nachgedruckt von "Chinesisches Netzwerk für superharte Materialien"
Veröffentlichungszeit: 14. März 2025
