Galvanoitujen timanttityökalujen valmistusprosessiin liittyy monia prosesseja, eikä mikään prosessi riitä aiheuttamaan pinnoitteen irtoamista.
Pinnoitusta edeltävän käsittelyn vaikutus
Teräsmatriisin käsittelyprosessia ennen pinnoitussäiliöön menoa kutsutaan esipinnoituskäsittelyksi. Esipinnoituskäsittelyyn kuuluvat: mekaaninen kiillotus, öljynpoisto, eroosio ja aktivointivaiheet. Esipinnoituskäsittelyn tarkoituksena on poistaa matriisin pinnalta purse, öljy, oksidikalvo, ruoste ja hapettunut kuori, jotta matriisimetalli voi kasvaa normaalisti ja muodostaa molekyylien välisen sidosvoiman.
Jos esipinnoituskäsittely ei ole hyvä, matriisin pinnalla on hyvin ohut öljykalvo ja oksidikalvo, jolloin matriisimetallin metalliset ominaisuudet eivät pääse täysin esiin, mikä estää pinnoitemetallin muodostumista ja matriisimetalli on vain mekaaninen upotus, jonka sidosvoima on heikko. Siksi huono esikäsittely ennen pinnoitusta on pinnoitteen irtoamisen pääasiallinen syy.
Pinnoitteen vaikutus
Pinnoitusliuoksen kaava vaikuttaa suoraan pinnoitteen tyyppiin, kovuuteen ja kulutuskestävyyteen. Eri prosessiparametreilla voidaan myös säätää pinnoitteen paksuutta, tiheyttä ja kiteytymisjännitystä.
Timanttipinnoitustyökalujen valmistuksessa käytetään useimmiten nikkeliä tai nikkeli-kobolttiseosta. Pinnoitteen irtoamiseen vaikuttavat tekijät ilman pinnoitteen epäpuhtauksien vaikutusta ovat:
(1) Sisäisen jännityksen vaikutus Pinnoitteen sisäinen jännitys syntyy sähköpinnoitteen saostusprosessissa, ja liuenneen aallon lisäaineet sekä niiden hajoamistuotteet ja hydroksidi lisäävät sisäistä jännitystä.
Makroskooppinen rasitus voi aiheuttaa kuplia, halkeilua ja pinnoitteen irtoamista varastoinnin ja käytön aikana.
Nikkelipinnoitteen tai nikkeli-kobolttiseoksen sisäinen jännitys on hyvin erilainen: mitä suurempi kloridipitoisuus, sitä suurempi sisäinen jännitys. Nikkelisulfaattipinnoiteliuoksen pääasiallisen suolan sisäinen jännitys on pienempi kuin muiden pinnoiteliuosten. Lisäämällä orgaanista luminaattia tai jännityksenpoistoainetta pinnoitteen makrosisäistä jännitystä voidaan merkittävästi vähentää ja mikroskooppista sisäistä jännitystä voidaan lisätä.
(2) Vedyn kehittymisen vaikutuksesta missä tahansa pinnoitusliuoksessa, pH-arvosta riippumatta, on aina tietty määrä vetyioneja vesimolekyylien irtoamisen vuoksi. Siksi sopivissa olosuhteissa, riippumatta siitä, onko pinnoitus happamassa, neutraalissa vai emäksisessä elektrolyytissä, katodissa tapahtuu usein vedyn saostumista metallin saostumisen yhteydessä. Kun vetyionit pelkistyvät katodilla, osa vedystä poistuu ja osa imeytyy matriisimetalliin ja pinnoitteeseen atomivedyn muodossa. Se vääristää hilaa aiheuttaen suurta sisäistä jännitystä ja tekee myös pinnoitteesta merkittävästi epämuodostuneen.
Pinnoitusprosessin vaikutukset
Jos galvanointiliuoksen koostumus ja muut prosessinohjausvaikutukset jätetään huomiotta, galvanointiprosessin sähkökatkos on merkittävä pinnoitteen häviämisen syy. Galvanointitimanttityökalujen galvanointiprosessi eroaa huomattavasti muuntyyppisistä galvanointimenetelmistä. Galvanointitimanttityökalujen galvanointiprosessiin kuuluu tyhjä pinnoitus (pohjapinnoitus), hiekkapinnoitus ja sakeutusprosessi. Jokaisessa prosessissa on mahdollista, että matriisi poistuu pinnoitusliuoksesta, eli pitkiä tai lyhyitä sähkökatkoksia esiintyy. Siksi järkevämmän prosessin käyttö voi myös vähentää pinnoitteen irtoamista.
Artikkeli on julkaistu uudelleen julkaisusta "Kiinan superkovien materiaalien verkosto"
Julkaisun aika: 14.3.2025
