一種金剛石鍍膜方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種金剛石的鍍膜方法，其先采用真空微蒸發(fā)法在金剛石表面沉積一層由強(qiáng)碳化物形成元素構(gòu)成的第一鍍層，再在第一鍍層上用真空微蒸發(fā)加粉末冶金覆蓋法沉積一層由抗氧化性較高的碳化物形成元素構(gòu)成的第二鍍層，最后在第二鍍層上用電鍍的方法鍍上一層Ni或Cu構(gòu)成的第三鍍層。綜合第一、第二、第三鍍層的特點(diǎn)和相互之間的作用，使得金剛石與胎體之間的結(jié)合強(qiáng)度大大提高，金剛石在使用過(guò)程中不易脫落，而且金剛石顆粒周圍形成明顯凸起，出刃大大增加，金剛石工具的壽命和加工效率得到大幅度的提高。
【專利說(shuō)明】一種金剛石鍍膜方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鍍膜領(lǐng)域，具體是一種金剛石的鍍膜方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 金剛石具有硬度高、耐磨性強(qiáng)、表面摩擦系數(shù)低、導(dǎo)熱性好等優(yōu)異的性能，被廣泛 應(yīng)用于切削工具和磨削工具等許多領(lǐng)域。但是由于金剛石與大多數(shù)金屬之間存在較高的界 面能，因此金剛石與一般金屬結(jié)合劑之間的界面結(jié)合強(qiáng)度很小；并且金剛石的熱膨脹系數(shù) 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于金屬結(jié)合劑的膨脹系數(shù)，在加工弧區(qū)溫度的作用下，由于結(jié)合劑與金剛石顆粒的 熱膨脹程度不一樣，造成結(jié)合劑對(duì)金剛石的把持力減小，導(dǎo)致金剛石顆粒的脫落，引起金剛 石工具的非正常失效。
[0003] 為了解決以上問(wèn)題，通過(guò)在金剛石表面鍍覆Ti、Mo、W、Cr等金屬的方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì) 金剛石的有效把持，不僅能有效的降低金剛石和金屬結(jié)合劑之間的界面能，增加金剛石表 面的粗糙度，鍍層對(duì)金剛石還能起隔離保護(hù)作用，在高溫下可以防止金剛石發(fā)生氧化或石 墨化，提高金剛石的熱穩(wěn)定性，因此能有效地減少工具在使用過(guò)程中金剛石的脫落，從而提 高使用壽命和加工效率。
[0004] 國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)出表面鍍覆Ti的金剛石磨料，使得金剛石工具的壽命和加工效率得到 大幅度的提高。但是經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，由于鍍覆鈦的金剛石氧化溫度為780°c，現(xiàn)有的鈦基鍍覆 材料由于其高溫抗氧化性能差，不足以保護(hù)高鐵胎體中的金剛石，使用時(shí)仍有大量的脫落。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種金剛石的鍍膜方法，其可使得金剛石周圍的胎體得到很 大的強(qiáng)化，使用時(shí)金剛石不易脫落。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種金剛石的鍍膜方法，通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0008] S1 :采用真空微蒸發(fā)法在金剛石表面沉積一層由強(qiáng)碳化物形成元素構(gòu)成的第一鍍 層，此第一鍍層的厚度為100 - 200nm ;
[0009] S2 :在上述第一鍍層上用真空微蒸發(fā)加粉末冶金覆蓋法沉積一層由抗氧化性較高 的碳化物形成元素構(gòu)成的第二鍍層，此第二鍍層的厚度為100 - 300nm ;
[0010] S3 :在上述第二鍍層上用電鍍的方法鍍上一層Ni或Cu構(gòu)成的第三鍍層，此第三鍍 層的厚度為10 - 500 μ m。
[0011] 上述步驟S1中，強(qiáng)碳化物形成元素為Ti或Cr。
[0012] 上述步驟S2中，抗氧化性較高的碳化物形成元素為W、Mo或Si。
[0013] 采用上述方案后，本發(fā)明的金剛石的鍍膜方法，由于第一鍍層中的強(qiáng)碳化物形成 元素可以與金剛石形成碳化物從而能改變金剛石表面鍵合類型，改變金剛石表面侵潤(rùn)性。 然后在第一鍍層的基礎(chǔ)上再沉積一層由抗氧化性較高的碳化物形成元素構(gòu)成的第二鍍層， 此第二鍍層與第一鍍層形成化學(xué)結(jié)合，這樣不僅改善了金剛石的可燒結(jié)性與抗基體侵蝕能 力，還能進(jìn)一步填補(bǔ)第一鍍層的沒(méi)有完全包裹的缺陷，并且第二鍍層中的抗氧化金屬具有 可還原性，其高溫抗氧化性能較好。第三鍍層中，由于鍍鎳等金屬層致密耐磨，使得金剛石 周圍的胎體得到很大的強(qiáng)化。
[0014] 綜合上述第一、第二、第三鍍層的特點(diǎn)和相互之間的作用，使得金剛石與胎體之間 的結(jié)合強(qiáng)度大大提高，金剛石在使用過(guò)程中不易脫落，而且金剛石顆粒周圍形成明顯凸起， 出刃大大增加，金剛石工具的壽命和加工效率得到大幅度的提高。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 本發(fā)明的一種金剛石的鍍膜方法，通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0016] S1 :采用真空微蒸發(fā)法在金剛石表面沉積一層由強(qiáng)碳化物形成元素構(gòu)成的第一鍍 層，此第一鍍層的厚度為100 - 200nm ;其中，強(qiáng)碳化物形成元素可選用Ti或Cr。
[0017] S2:在上述第一鍍層上用真空微蒸發(fā)加粉末冶金覆蓋法沉積一層由抗氧化性較高 的碳化物形成元素構(gòu)成的第二鍍層，此第二鍍層的厚度為100 -300nm ;其中，抗氧化性較高 的碳化物形成元素可選用W、Mo或Si。
[0018] S3 :在上述第二鍍層上用電鍍的方法鍍上一層Ni或Cu構(gòu)成的第三鍍層，此第三鍍 層的厚度為10 - 500 μ m。
[0019] 采用本發(fā)明方法進(jìn)行鍍膜的金剛石，經(jīng)測(cè)試，其各項(xiàng)性能如下：
[0020] 1)熱穩(wěn)定性分析：將金剛石在800°C下保溫lh，用分析天平檢測(cè)金剛石的失重，失 重率< 2%。
[0021] 2)抗壓強(qiáng)度分析：采用單顆?？箟簭?qiáng)度測(cè)定儀，在不同溫度下保溫一定時(shí)間的每 組40粒金剛石單晶進(jìn)行抗壓測(cè)試，鍍覆前后兩組金剛石進(jìn)行對(duì)比，鍍覆后金剛石抗壓強(qiáng)度 不下降。
[0022] 3)沖擊韌性分析：對(duì)鍍覆前后兩組金剛石進(jìn)行沖擊韌性對(duì)比，鍍覆后金剛石抗沖 擊強(qiáng)度不下降。
[0023] 4)采用不同鍍層金剛石在同一結(jié)合劑配方下Φ400鋸片的切割對(duì)比試驗(yàn)：
[0024] 金剛石采用粒度40/45,型號(hào)WD60 (河南黃河旋風(fēng)股份有限公司生產(chǎn)），濃度20%;
[0025] 結(jié)合劑采用 Fe52 - 59, Cu33 - 38, Zn9 - 12, Snl - 2 ;
[0026] 切割石材：桃花紅
[0027] 實(shí)驗(yàn)設(shè)備：紅外橋切實(shí)驗(yàn)機(jī)YHQQJ - 36(廈門銀華機(jī)械有限公司生產(chǎn)），轉(zhuǎn)速 2100rpm〇
[0028] 具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：
[0029]

【權(quán)利要求】
1. 一種金剛石的鍍膜方法，其特征在于：通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)： 51 :采用真空微蒸發(fā)法在金剛石表面沉積一層由強(qiáng)碳化物形成元素構(gòu)成的第一鍍層， 此第一鍍層的厚度為100 - 200nm ; 52 :在上述第一鍍層上用真空微蒸發(fā)加粉末冶金覆蓋法沉積一層由抗氧化性較高的碳 化物形成元素構(gòu)成的第二鍍層，此第二鍍層的厚度為100 - 300nm ; 53 :在上述第二鍍層上用電鍍的方法鍍上一層Ni或Cu構(gòu)成的第三鍍層，此第三鍍層的 厚度為10 - 500 μ m。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金剛石的鍍膜方法，其特征在于：上述步驟S1中，強(qiáng)碳 化物形成元素為Ti或Cr。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金剛石的鍍膜方法，其特征在于：上述步驟S2中，抗氧 化性較高的碳化物形成元素為W、Mo或Si。
【文檔編號(hào)】C23C28/00GK104233295SQ201410514327
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】楊宏, 王曉榮 申請(qǐng)人:泉州眾志金剛石工具有限公司