Métodos de metalización superficial de diamante

En el último artículo, hablamos sobre la razón y el principio de la metalización de la superficie del diamante. En este período, hablaremos sobre los métodos comunes de metalización de la superficie del diamante en el país y en el extranjero, que incluyen principalmente el revestimiento químico, el método de baño de sal, el revestimiento de vapor al vacío, la sinterización cubierta con polvo.

 

1. Enchapado químico más galvanoplastia
Este método se refiere específicamente a depositar primero metales como Ni, Co, Cu o Ni-W, Co-W y otros metales compuestos en la superficie del diamante a través de una reacción de oxidación-reducción para hacer que el diamante llegue a la tienda, y luego galvanizarlo para obtener el recubrimiento requerido. Los productos de recubrimiento químico y galvanoplastia de partículas de diamante generalmente solo se usan para herramientas unidas con resina, lo que puede aumentar la rugosidad de la superficie de las partículas de diamante, mejorar la fuerza de sujeción física de la unión sobre las partículas y, al mismo tiempo, el recubrimiento puede compensar los defectos internos de las partículas de diamante, mejorar sus propiedades mecánicas y estabilidad térmica.
Vale la pena señalar que el recubrimiento sin electricidad o el recubrimiento de Ni, Co y Cu en la superficie del diamante no es aplicable a las herramientas de aglomerante metálico. Incluso los productos revestidos con aleaciones de Ni-W y Co-W no se pueden utilizar para herramientas de aglomerante metálico, porque el Ni y el Co son elementos grafitados y no pueden desempeñar un papel de aglomerante metalúrgico.

2. Método del baño de sal
El baño de sal consiste en agregar polvo metálico como Ti o Cr al cloruro, y luego colocar las partículas de diamante en la solución mixta y calentar la solución a 850 grados ~ 1100 grados. Después del tratamiento con baño de sal durante 1~2 horas, se forma el recubrimiento de carburo correspondiente en la superficie del diamante. La principal ventaja de este método es que el recubrimiento se combina firmemente con diamante; La desventaja es que la temperatura del recubrimiento es alta, el proceso de separación del diamante del baño de sal después del recubrimiento es complejo y el costo del recubrimiento es alto.

3. Enchapado al vacío
La superficie de diamante utilizada para herramientas de diamante con aglomerante metálico, como hojas de sierra y brocas geológicas, debe recubrirse con elementos formadores de carburo fuertes, como Ti, cr, Mo, w, V, etc. Estos metales generalmente se depositan en el diamante. superficie por recubrimiento al vacío, pero este método requiere un equipo de vacío y el proceso es complejo. En la actualidad, las tecnologías de revestimiento al vacío de uso común en el país y en el extranjero incluyen las siguientes:
(1) Deposición física de vapor al vacío (PVD)
La deposición física de vapor al vacío se refiere al uso de un recubridor de evaporación al vacío, un recubridor de pulverización catódica de magnetrón o un recubridor de haz de iones y otros equipos para aspirar el metal objetivo en átomos, moléculas o iones y depositarlos directamente en la superficie de la pieza de revestimiento. De acuerdo con los diferentes métodos de gasificación durante el recubrimiento, el método se puede dividir en recubrimiento por evaporación al vacío, recubrimiento por pulverización al vacío y recubrimiento por iones al vacío.
Sin embargo, este método tiene algunas desventajas, como una baja cantidad de recubrimiento único, recubrimiento irregular, recubrimiento fácil de fallar, adhesión física entre el recubrimiento y el diamante, sin combinación de metalurgia química, etc.; Para obtener la mejor estructura de recubrimiento, es difícil realizar una aplicación industrial debido al revestimiento repetido.
(2) Deposición de vapor químico al vacío (CVD)
La deposición química de vapor (CVP) es la formación de recubrimientos por reacción química de sustancias gaseosas sobre superficies sólidas bajo ciertas condiciones de presión, temperatura y tiempo. CVD generalmente se refiere a la introducción de compuestos gaseosos (como haluros, etc.) del metal enchapado en la cámara de reacción de la pieza enchapada y la descomposición térmica o síntesis química del contacto con la pieza de trabajo para formar el recubrimiento.
Sin embargo, la temperatura de reacción de este método es generalmente tan alta como 900~1200 grados, lo cual es fácil de dañar el diamante; Al igual que el PVD, la fase de gas reactivo es difícil de penetrar en las partículas acumuladas, la cantidad de recubrimiento único es baja y el costo es alto.

4. Sinterización recubierta de polvo
El uso de la reacción de contacto entre el polvo de metal y el diamante a alta temperatura para formar carburo o una capa de metal en la superficie del diamante se denomina método de sinterización con recubrimiento de polvo o método de reacción de contacto de polvo sólido. La formación del recubrimiento es en realidad que los óxidos metálicos en el polvo (como WO3, WO2, MoO3, MoO2) son volátiles a alta temperatura y reaccionan con los átomos de carbono en la superficie del diamante para formar carburos.
Aunque este método puede aumentar la cantidad de revestimiento simple, debido a que la temperatura del revestimiento es generalmente superior a 850 grados, el diamante se oxidará y la resistencia a la compresión se reducirá. Los resultados reales de la aplicación muestran que la mejora del rendimiento de la herramienta de diamante no es evidente.