金刚石工具中金刚石与胎体结合力的提高方法

2019-04-01 10:37:42

由于金刚石具有高硬度、高强度、高耐磨性等一系列优异的物理化学特性,被广泛地用来制备金刚石工具。但金刚石工具中存在的把持力不足、颗粒脱落、氧化、石墨化等问题,严重影响了工具的使用寿命和效率。

金刚石因其优异的物理化学性质如高硬度,高强度和高耐磨性而广泛用于金刚石工具的制备。然而,金刚石工具中保持力不足,颗粒脱落,氧化和石墨化的问题严重影响了工具的使用寿命和效率。提高金刚石工具中金刚石与胎体结合力的两种方法:通过表面金属化和表面粗化方法提高金刚石与胎体的机械插入力;采用金刚石沉积法,化学镀和后热处理法,盐浴法使金刚石与金属形成化学键。通过实施上述方法,可以有效地解决金刚石工具中颗粒的结合力问题。

金刚石工具具有高硬度,高强度,高耐磨性和低线膨胀系数,适用于加工硬质和脆性硬质合金材料,如硬质合金,光学玻璃和高级陶瓷。石材,半导体,铁氧体,碳化硼,刚玉烧结体等材料广泛应用于机械,电子,建筑,钻井,医用光学玻璃加工等工业领域。然而,在使用金刚石工具方面仍然存在问题,这表现在金刚石颗粒在工作期间容易脱落的事实,这降低了金刚石工具的使用寿命和性能水平。据报道,大多数金刚石工具中钻石的利用率仅为60%左右。

金刚石是非金属的,与金属没有良好的亲和力,导致金刚石与普通金属或合金之间的界面能量很高。特别是,当通过电镀制备金刚石工具时,制造温度低,并且金刚石表面上的碳原子不能进行界面反应以形成碳化物以化学键合到胎体金属上,并且金刚石颗粒仅机械嵌入在电镀基板中。另外,由于金刚石表面的特殊性,电镀液对金刚石表面的润湿性不好,导致电镀层和颗粒之间存在间隙。尽管金刚石工具在金刚石工具的热压过程中经历了高温,但提供了形成化学亲和力的可能性,当金刚石工具通过热压制备时,烧结温度通常高达900℃,并且钻石在空气中加热到700℃。当温度约为℃时,氧化失重开始,耐压性降低。在1000°C时,金刚石将被石墨化,这极大地影响了钻石的强度和使用效果。针对上述问题,已采取各种措施来改善金刚石和胎体之间的结合力。

1.化学镀,然后进行热处理

金刚石表面镀有金属,通过上述化学镀方法与碳化学键合,然后将镀金刚石置于真空炉中进行热处理,在金刚石表面形成所需的碳化物,从而易于形成普通金属渗透。通过金刚石锯片的抗弯强度试验,证明化学镀后热处理得到的金刚石具有比普通金刚石更高的抗弯强度,从75MPa到95MPa,增幅超过20%。金刚石本身的微孔和裂缝也可以是填充的,其抗压强度增加30%以上。

2,盐浴法

在高温条件下,金刚石活性金属或合金被加热熔化到金刚石表面,并在毛细力的作用下渗透到微孔和裂缝中,在金刚石表面上形成金属或合金层。复合膜。具体方法是将表面清洗过的金刚石与所需金属粉末混合,置于高温蜗牛中,用氯基盐和少量脱氧剂覆盖,加热至900℃至1000° C通过箱式电阻炉。保温,然后用电阻炉冷却至室温,然后取出水煮沸以除去盐残留物。在盐浴上镀覆后的金刚石的X射线衍射图谱分析(XRD)显示WC的明显衍射峰,表明在金刚石表面上形成WC,并且W的衍射峰强,并且金刚石表面结构在电镀处理应该是金刚石(内层)WC W(外层)。

值得一提的是,采用氩气保护钎焊,真空感应钎焊和激光钎焊技术,可以使用Ag-Cu-Ni合金钎料在钎焊温度790℃下实现镀Ti金刚石和钢基体。坚固的连接,研磨后,钻石脱落率为11%。在800℃的钎焊温度下,Ag-Cu-Cr合金钎料可用于在涂覆的Ni膜金刚石和钢基材之间实现牢固的连接。研磨后,钻石脱落率仅为8%。

通过增强金刚石与金属之间的机械结合力并在金刚石与金属之间形成化学键,金刚石工具中金刚石与胎体之间的结合力可以不同程度地提高。然而,相反,增加化学亲和力是完全解决金刚石工具中金刚石和胎体之间不充分结合问题的有效且有效的方法。

然而,目前所有的方法都涉及高温处理,甚至达到1000℃以上。这样的高温会引起金刚石的氧化损失或石墨化,因此我们建议低温化学处理技术可用于形成这种金属/碳化学键。呵呵。例如,使用强氧化剂使金刚石沸腾以氧化表面碳原子以形成C-OH键,然后化学处理金属原子以取代羧基中的氢原子,或甚至替换整个羧基,从而在常温下获得金刚石碳原子。金属原子的化学键合。该实验室正在该领域进行研究,并希望同事们能够共同努力解决钻石和胴体在金刚石工具制备过程中粘合不良的关键问题。

联系方式
ico04
联系人

吴经理

ico01
电话

13523022669

ico06
手机

13523022669

ico05
QQ

2774867949

ico03
邮箱

512493969@qq.com

ico02
地址

河南省荥阳市万山南路