Вплив обробки поверхні алмазним покриттям

1. Концепція алмазного поверхневого покриття

Алмазне поверхневе покриття — це використання технології обробки поверхні алмазу, яка покриває його шаром плівки з інших матеріалів. Як покривний матеріал зазвичай використовується метал (включаючи сплави), такий як мідь, нікель, титан, молібден, мідно-олово-титанові сплави, нікель-кобальтові сплави, нікель-кобальтові сплави, нікель-кобальтові фосфорні сплави тощо; також використовуються деякі неметалеві матеріали, такі як кераміка, карбід титану, титано-аміачні сполуки та інші вогнетривкі тверді матеріали. Коли покривний матеріал — метал, його також можна назвати алмазним поверхневим металуванням.

Мета поверхневого покриття полягає в наданні алмазним частинкам спеціальних фізичних та хімічних властивостей, щоб покращити їх експлуатаційний ефект. Наприклад, використання шліфувального круга з алмазного абразиву з поверхневим покриттям значно подовжує термін його служби.

2. Класифікація методу поверхневого покриття

Класифікація методів промислової обробки поверхні, див. малюнок нижче, фактично застосовується в методі надтвердого абразивного поверхневого покриття, більш популярним є переважно мокре хімічне покриття (без електролізу) та покриття, сухе покриття (також відоме як вакуумне покриття) застосовується в хімічному осадженні з парової фази (CVD) та фізичному осадженні з парової фази (PVD), включаючи метод вакуумного спікання порошкової металургії.

 

3. Товщина покриття відображає метод

Оскільки товщину покриття поверхні алмазних абразивних частинок важко визначити безпосередньо, її зазвичай виражають як приріст ваги (%). Існує два способи представлення приросту ваги:

Де A – приріст ваги (%); G1 – вага шліфування перед нанесенням покриття; G2 – вага покриття; G – загальна вага (G=G1 + G2)

4. Вплив алмазного покриття поверхні на продуктивність алмазного інструменту

У алмазному інструменті, виготовленому з Fe, Cu, Co та Ni, алмазні частинки можуть бути впроваджені в матрицю зв'язуючого агента лише механічно через відсутність хімічної спорідненості вищезгаданого зв'язуючого агента та відсутність інфільтрації на межі розділу. Під дією сили шліфування, коли алмазні шліфувальні частинки піддаються максимальному перерізу, метал корпусу шини втрачає алмазні частинки та відпадає самостійно, що зменшує термін служби та ефективність обробки алмазних інструментів, і шліфувальний ефект алмазу не може бути повноцінно реалізований. Таким чином, алмазна поверхня має характеристики металізації, які можуть ефективно покращити термін служби та ефективність обробки алмазних інструментів. Суть полягає в тому, щоб сполучні елементи, такі як Ti або його сплави, наносилися безпосередньо на поверхню алмазу шляхом нагрівання та термообробки, таким чином, щоб поверхня алмазу утворювала рівномірний хімічний зв'язуючий шар.
Завдяки покриттю алмазних шліфувальних частинок відбувається реакція покриття та алмазу для металізації поверхні алмазу. З іншого боку, металізована поверхня алмазу та сполучний агент металевого тіла утворюють металургійну комбінацію, тому обробка алмазним покриттям для холодного спікання під тиском рідини та гарячого твердофазного спікання має широке застосування, що збільшує консолідацію зерен алмазного шліфування, зменшує використання алмазного інструменту для шліфування, підвищує термін служби та ефективність алмазного інструменту.

5. Які основні функції обробки алмазним покриттям?

1. Покращення здатності тіла плода до вставки алмазів.
Через теплове розширення та холодне стиснення в зоні контакту між алмазом та корпусом шини виникає значне теплове напруження, що призводить до утворення мініатюрних ліній контакту між алмазом та корпусом шини, що зменшує здатність алмазного покриття корпусу шини утворювати мініатюрні лінії. Покриття поверхні алмазу може покращити фізичні та хімічні властивості межі між алмазом та корпусом. Аналіз енергетичного спектру підтвердив, що склад карбіду металу в плівці зсередини назовні поступово переходить до металевих елементів, що називається плівкою MeC-Me. Між поверхнею алмазу та плівкою утворюється хімічний зв'язок. Тільки таке поєднання може покращити здатність алмазу до зчеплення або покращити здатність алмазу до зчеплення корпусу шини. Тобто, покриття діє як сполучний місток між ними.
2. Покращення міцності алмазу.
Оскільки кристали алмазу часто мають внутрішні дефекти, такі як мікротріщини, крихітні порожнини тощо, ці внутрішні дефекти в кристалах компенсуються шляхом заповнення мембрани MeC-Me. Покриття відіграє роль армування та зміцнення. Хімічне покриття та покриття можуть покращити міцність виробів з низькою, середньою та високою міцністю.
3. Уповільніть тепловий шок.
Металеве покриття утворюється повільніше, ніж покриття алмазного абразиву. Тепло шліфування передається зв'язувальній смолі в місці контакту з шліфувальною частинкою, завдяки чому вона вигорає від миттєвого впливу високої температури, зберігаючи свою силу утримання на алмазному абразиві.
4. Ізоляція та захисний ефект.
Під час спікання та шліфування за високої температури шар покриття розділяє та захищає алмаз, запобігаючи графітизації, окисленню або іншим хімічним змінам.
Ця стаття взята з видання «мережа надтвердих матеріалів"