1. Das Konzept der Diamantoberflächenbeschichtung
Diamantoberflächenbeschichtung bezeichnet die Anwendung einer Oberflächenbehandlungstechnologie auf einer Diamantoberfläche, die mit einer Schicht aus anderen Materialien beschichtet ist. Als Beschichtungsmaterial werden üblicherweise Metalle (einschließlich Legierungen) wie Kupfer, Nickel, Titan, Molybdän, Kupfer-Zinn-Titan-Legierungen, Nickel-Kobalt-Legierungen, Nickel-Kobalt-Phosphor-Legierungen usw. verwendet. Auch einige nichtmetallische Materialien wie Keramik, Titancarbid, Titanammonium und andere feuerfeste Hartstoffe können als Beschichtungsmaterial verwendet werden. Wenn das Beschichtungsmaterial Metall ist, spricht man auch von Diamantoberflächenmetallisierung.
Der Zweck der Oberflächenbeschichtung besteht darin, Diamantpartikeln besondere physikalische und chemische Eigenschaften zu verleihen, um ihre Nutzungswirkung zu verbessern. Beispielsweise verlängert die Verwendung von oberflächenbeschichteten Diamantschleifmitteln zur Herstellung von Harzschleifscheiben deren Lebensdauer erheblich.
2. Klassifizierung der Oberflächenbeschichtungsmethode
Die Klassifizierung industrieller Oberflächenbehandlungsverfahren ist der Abbildung unten zu entnehmen. Tatsächlich werden diese Verfahren bei der Beschichtung von Oberflächen mit superharten abrasiven Materialien angewendet. Am beliebtesten sind hauptsächlich die chemische Nassgalvanisierung (keine Elektrolysegalvanisierung) und die Trockengalvanisierung (auch als Vakuumgalvanisierung bezeichnet), die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) und die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) sowie das Flüssig-Flüssig-Sinterverfahren der Vakuumpulvermetallurgie, die in der Praxis Anwendung finden.
3. Die Beschichtungsdicke stellt die Methode dar
Da die Beschichtungsdicke der Oberfläche von Diamantschleifpartikeln schwer direkt zu bestimmen ist, wird sie üblicherweise als Gewichtszunahme (%) angegeben. Es gibt zwei Methoden zur Darstellung der Gewichtszunahme:
Dabei ist A die Gewichtszunahme (%); G1 das Schleifgewicht vor dem Plattieren; G2 das Beschichtungsgewicht; G das Gesamtgewicht (G=G1 + G2).
4. Einfluss der Diamantoberflächenbeschichtung auf die Leistung von Diamantwerkzeugen
In Diamantwerkzeugen aus Fe, Cu, Co und Ni können die Diamantpartikel nur mechanisch in die Bindemittelmatrix eingebettet werden, da diese keine chemische Affinität zu den Bindemitteln hat und keine Grenzflächeninfiltration stattfindet. Wenn die Diamantschleifpartikel der maximalen Querschnittsfläche ausgesetzt sind, verlieren sie unter der Einwirkung der Schleifkraft ihre Diamantpartikel aus dem Metall des Reifenkörpers und fallen von selbst ab. Dadurch verringern sich die Standzeit und die Bearbeitungseffizienz des Diamantwerkzeugs, und die Schleifwirkung des Diamanten kann nicht voll ausgeschöpft werden. Deshalb weist die Diamantoberfläche Metallisierungseigenschaften auf, die die Standzeit und die Bearbeitungseffizienz des Diamantwerkzeugs wirksam verbessern können. Im Wesentlichen werden Bindeelemente wie Titan oder dessen Legierungen durch Erhitzen und Wärmebehandlung direkt auf die Diamantoberfläche aufgetragen, sodass auf der Diamantoberfläche eine gleichmäßige chemische Bindungsschicht entsteht.
Durch die Beschichtung der Diamantschleifpartikel reagiert die Beschichtung mit dem Diamanten und führt zur Metallisierung der Diamantoberfläche. Andererseits verbindet sich die metallisierte Diamantoberfläche mit dem Metallkörper als Bindemittel. Daher ist die Beschichtungsbehandlung von Diamanten durch Kaltsintern und Heißsintern in fester Phase breit anwendbar. Dadurch erhöht sich die Kornverdichtung der Diamantschleifkörperlegierung, wodurch der Abrieb des Diamantwerkzeugs beim Einsatz reduziert und die Lebensdauer und Effizienz des Diamantwerkzeugs verbessert werden.
5. Was sind die Hauptfunktionen der Diamantbeschichtung?
1. Verbessern Sie die Einlegefähigkeit des Fötuskörpers zum Einlegen von Diamanten.
Aufgrund der Wärmeausdehnung und Kältekontraktion entsteht im Kontaktbereich zwischen Diamant und Reifenkörper eine erhebliche Wärmespannung, die zur Bildung winziger Linien zwischen Diamant und Reifenkörper führt, wodurch die Fähigkeit des mit Diamant beschichteten Reifenkörpers verringert wird. Eine Diamantoberflächenbeschichtung kann die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Schnittstelle zwischen Diamant und Körper verbessern. Durch eine Energiespektrumanalyse wurde bestätigt, dass die Metallkarbidzusammensetzung im Film von innen nach außen allmählich in Metallelemente übergeht, den sogenannten MeC-Me-Film. Zwischen der Diamantoberfläche und dem Film besteht eine chemische Bindung. Nur diese Kombination kann die Bindungsfähigkeit von Diamant oder die Fähigkeit des Diamanten zum Reifenkörper verbessern. Das heißt, die Beschichtung fungiert als Verbindungsbrücke zwischen beiden.
2. Verbessern Sie die Festigkeit des Diamanten.
Da Diamantkristalle häufig innere Defekte wie Mikrorisse und winzige Hohlräume aufweisen, werden diese durch das Füllen der MeC-Me-Membran ausgeglichen. Die Beschichtung dient der Verstärkung und Härtung. Chemische Beschichtungen und Plattierungen können die Festigkeit von Produkten mit niedrigem, mittlerem und hohem Härtegrad verbessern.
3. Verlangsamen Sie den Hitzeschock.
Die Metallbeschichtung ist langsamer als die des Diamantschleifmittels. Die Schleifwärme wird beim Kontakt mit dem Schleifkorn auf das Harzbindemittel übertragen, sodass dieses durch die sofortige Einwirkung hoher Temperaturen ausbrennt und seine Haltekraft auf dem Diamantschleifmittel behält.
4. Isolations- und Schutzwirkung.
Beim Sintern und Schleifen bei hohen Temperaturen trennt sich die Beschichtungsschicht vom Diamanten und schützt ihn, um Graphitisierung, Oxidation oder andere chemische Veränderungen zu verhindern.
Dieser Artikel stammt aus der "Netzwerk superharter Materialien"
Veröffentlichungszeit: 22. März 2025
