電鍍金剛石工具是指通過金屬電沉積的方法,使金剛石牢固地被胎體金屬包裹在基體(鋼或其它材料)上制作而成的一種金剛石工具,它廣泛應(yīng)用于機(jī)械電子、玻璃、建材、石油鉆探等行業(yè)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,不同的行業(yè)對(duì)電鍍金剛石工具的要求基本上是相同的,即效率高、壽命長(zhǎng)、磨削精度高。要保證這些特性,鍍層金屬不僅要有較高的硬度、耐磨性,而且要求在基體各個(gè)部分要均勻分布,以免鍍層脫落使工具壽命縮短。在某些特殊行業(yè),如磁性材料行業(yè)的強(qiáng)力磨削,進(jìn)刀量都是控制在0.3mm左右;陶瓷行業(yè)的大進(jìn)刀量的干磨削等,對(duì)鍍層金屬與鋼基體的結(jié)合力要求尤為苛刻。在電鍍金剛石工具的生產(chǎn)過程中,大部分廠家都只注意到了鍍層金屬的種類、硬度、耐磨性,而往往忽視鍍層金屬與基體結(jié)合力的問題。在實(shí)際使用過程中,鍍層脫落的現(xiàn)象屢見不鮮。本文就這一問題進(jìn)行了原因分析,并對(duì)解決措施略作探討。
鍍層脫落的種類
電鍍金剛石工具在使用過程中,由于使用條件如磨削力大小、溫升、工件的撞擊等原因,會(huì)造成含有金剛石的金屬鍍層與鋼基體分離的現(xiàn)象,這就是鍍層脫落。鍍層脫落一般是局部脫落,鍍層一次性全剝離的現(xiàn)象少見。在實(shí)際使用過程中,鍍層脫落的情形大致有如下三種:
(1)鍍層脫落至基體表面:即含金剛石的金屬鍍層和不含金剛石的金屬底鍍層同時(shí)與鋼基體分離。
(2)層脫落至金屬底鍍層:即不含金剛石的金屬底鍍層與鋼基體未分離,只是含金剛石的金屬鍍層與金屬底鍍層剝離。
(3)含金剛石的金屬鍍層中鍍層金屬層狀分離:含金剛石的金屬鍍層在使用過程中,與工件接觸部分的鍍層金屬不是正常磨耗,而是非正常地成片或粉末狀脫落,金剛石不是全部脫落,而是局部粒狀脫落。這種現(xiàn)象不易引起注意,造成的后果是制品壽命較短,往往會(huì)給人一種鍍層金屬把持力或耐磨性不佳的假象。排除加厚時(shí)鍍層燒焦和鍍層金屬耐磨性差等因素,工具在正常使用過程中,金剛石顆粒脫落直觀表現(xiàn)為工具表面有連續(xù)成片較大的孔洞時(shí),應(yīng)是此類鍍層的脫落。
鍍層脫落的原因
電鍍金剛石工具在制造過程中牽涉多道工序,任何一道工序進(jìn)行得不充分,都會(huì)造成鍍層脫落。
鍍前處理的影響
鋼基體在進(jìn)入電鍍槽之前的處理工序稱之為鍍前處理。鍍前處理包括:機(jī)械拋光、除油、浸蝕及活化等步驟。鍍前處理的目的是去除基體表面上的毛刺、油污、氧化膜、銹和氧化皮,以暴露基體金屬使金屬晶格正常生長(zhǎng),形成分子間的結(jié)合力。如果鍍前處理不好,基體表面有很薄的油膜和氧化膜,基體金屬的金屬晶格就不能充分暴露,就會(huì)妨礙鍍層金屬與基體金屬形成分子間的結(jié)合力,僅僅是機(jī)械鑲嵌作用,結(jié)合力差。因此,鍍前處理不良是造成鍍層脫落的主要原因。