1. Das Konzept der Diamantoberflächenbeschichtung
Diamantoberflächenbeschichtung bezeichnet die Verwendung einer Oberflächenbehandlungstechnologie, bei der eine Diamantoberfläche mit einer Schicht aus anderen Materialien beschichtet wird. 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. Als Beschichtungsmaterial kommen auch einige nichtmetallische Materialien wie Keramik, Titancarbid, Titanammonium und andere feuerfeste Hartstoffe in Frage. Wenn das Beschichtungsmaterial Metall ist, spricht man auch von Diamantoberflächenmetallisierung.
Der Zweck der Oberflächenbeschichtung besteht darin, Diamantpartikel mit besonderen physikalischen und chemischen Eigenschaften auszustatten, um ihre Nutzungswirkung zu verbessern. Beispielsweise wird durch die Verwendung von oberflächenbeschichteten Diamantschleifmitteln zur Herstellung von Harzschleifscheiben deren Lebensdauer erheblich verlängert.
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 nasschemische Beschichtung (keine Elektrolysebeschichtung) und die Trockenbeschichtung (auch als Vakuumbeschichtung bekannt) bei chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) und physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD), einschließlich der Flüssig-Flüssig-Sintermethode der Vakuumpulvermetallurgie, die in der Praxis Anwendung findet.
3. Die Beschichtungsdicke stellt die Methode dar
Da die Beschichtungsdicke der Oberfläche von Diamantschleifpartikeln nur schwer direkt bestimmt werden kann, 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 aufgrund der fehlenden chemischen Affinität des Bindemittels und der fehlenden Grenzflächeninfiltration nur mechanisch in die Bindemittelmatrix eingebettet werden. Wenn die Diamantschleifpartikel der maximalen Fläche 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 Lebensdauer und die Bearbeitungseffizienz des Diamantwerkzeugs, und die Schleifwirkung des Diamanten kann nicht voll ausgeschöpft werden. Deshalb weist die Diamantoberfläche Metallisierungseigenschaften auf, die die Lebensdauer 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 kommt es durch die Reaktion zwischen Beschichtung und Diamant zu einer Metallisierung der Diamantoberfläche. Andererseits verbindet sich die metallisierte Diamantoberfläche mit dem Bindemittel des Metallkörpers metallurgisch. Daher ist die Beschichtungsbehandlung von Diamanten durch Kaltsintern unter Druck und durch Heißsintern in fester Phase breit anwendbar. Dadurch wird die Kornverdichtung der Reifenkörperlegierung beim Diamantschleifen erhöht, der Abrieb des Diamantwerkzeugs beim Einsatz reduziert und die Lebensdauer und Effizienz des Diamantwerkzeugs verbessert.
5. Was sind die Hauptfunktionen der Diamantbeschichtung?
1. Verbessern Sie die Einlegefähigkeit des Fötuskörpers zum Einsetzen von Diamanten.
Durch Wärmeausdehnung und Kältekontraktion entsteht im Kontaktbereich zwischen Diamant und Reifenkörper eine erhebliche Wärmespannung, die zu winzigen Linien zwischen Diamant und Reifenkörper führt und so die Haftung des Diamanten auf dem Reifenkörper verringert. Eine Diamantoberflächenbeschichtung kann die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Schnittstelle zwischen Diamant und Körper verbessern. Durch eine Energiespektrumanalyse wurde bestätigt, dass die Metallcarbidzusammensetzung im Film von innen nach außen allmählich in metallische Elemente übergeht, die als MeC-Me-Film bezeichnet werden. Zwischen der Diamantoberfläche und dem Film besteht eine chemische Bindung. Nur diese Kombination kann die Bindungsfähigkeit des Diamanten oder die Haftung des Diamanten auf dem 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, winzige Hohlräume usw. aufweisen, werden diese inneren Defekte in den Kristallen durch Füllen der MeC-Me-Membran ausgeglichen. Die Beschichtung dient der Verstärkung und Härtung. Chemische Beschichtung und Beschichtung können die Festigkeit von Produkten mit niedrigem, mittlerem und hohem Gehalt 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 und schützt den Diamanten, um Graphitisierung, Oxidation oder andere chemische Veränderungen zu verhindern.
Dieser Artikel stammt aus der "Netzwerk superharter Materialien"
Veröffentlichungszeit: 22. März 2025
