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 Graten, Öl, Oxidschichten, Rost und Oxidationshaut auf der Matrixoberfläche, um das Matrixmetall freizulegen und das Metallgitter normal wachsen zu lassen und die intermolekulare Bindungskraft zu bilden.
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 behindert. Da es sich lediglich um eine mechanische Einlage handelt, ist die Bindungskraft 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. Mit verschiedenen Prozessparametern können zudem Dicke, Dichte und Spannung der Beschichtungsmetallkristallisation gesteuert werden.
Für die Herstellung von Diamantgalvanisierwerkzeugen wird meist Nickel oder eine Nickel-Kobalt-Legierung verwendet. Ohne den Einfluss von Verunreinigungen in der Beschichtung wirken sich folgende Faktoren auf die Ablösung der Beschichtung aus:
(1) Der Einfluss innerer Spannungen Die innere Spannung der Beschichtung entsteht beim galvanischen Abscheiden, 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 kann die makroskopische innere Spannung der Beschichtung deutlich reduziert und die mikroskopische innere Spannung erhöht werden.
(2) Die Wasserstoffentwicklung in jeder Galvanisierungslösung, 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 einer Wasserstoffabscheidung an der Kathode zusammen mit der Metallabscheidung. Nach der Reduktion der Wasserstoffionen an der Kathode entweicht ein Teil des Wasserstoffs, ein anderer Teil sickert als atomares Wasserstoffatom in das Matrixmetall und die Beschichtung ein. Dies verzerrt das Gitter, verursacht große innere Spannungen und verformt die Beschichtung erheblich.
Auswirkungen des Beschichtungsprozesses
Wenn die Zusammensetzung der Galvanisierungslösung und andere Prozesssteuerungseffekte außer Acht gelassen werden, ist ein Stromausfall während des Galvanisierungsprozesses eine wichtige Ursache für den Beschichtungsverlust. Der Galvanisierungsprozess von galvanischen Diamantwerkzeugen unterscheidet sich stark von anderen Galvanisierungsarten. Der Beschichtungsprozess von galvanischen Diamantwerkzeugen umfasst die Leerbeschichtung (Basis), die Sandbeschichtung und den Verdickungsprozess. Bei jedem Prozess besteht die Möglichkeit, dass die Matrix die Galvanisierungslösung verlässt, d. h. ein längerer oder kurzer Stromausfall. Daher kann die Verwendung eines vernünftigeren Prozesses auch das Auftreten von Beschichtungsablösungserscheinungen reduzieren.
Der Artikel wurde nachgedruckt von "Chinesisches Netzwerk für superharte Materialien"
Veröffentlichungszeit: 14. März 2025
