Narzędzia z powłoką diamentową galwaniczną wymagają wielu procesów produkcyjnych, a brak odpowiedniego procesu spowoduje odpadanie powłoki.
Efekt wstępnego powlekania
Proces obróbki matrycy stalowej przed umieszczeniem jej w wannie galwanicznej nazywa się obróbką wstępną. Obróbka wstępna obejmuje: polerowanie mechaniczne, usuwanie oleju, erozję i aktywację. Celem obróbki wstępnej jest usunięcie zadziorów, oleju, warstwy tlenków, rdzy i warstwy utleniania z powierzchni matrycy, aby umożliwić metalowi matrycy normalny wzrost sieci krystalicznej i utworzenie międzycząsteczkowych sił wiązania.
Jeśli obróbka wstępna przed galwanizacją nie jest odpowiednia, powierzchnia matrycy pokrywa się bardzo cienką warstwą oleju i tlenku, co uniemożliwia pełne ujawnienie metalicznego charakteru metalu osnowy, co utrudnia formowanie się powłoki, a sam metal, będący jedynie warstwą mechaniczną, charakteryzuje się niską siłą wiązania. Dlatego też niewłaściwa obróbka wstępna przed galwanizacją jest główną przyczyną złuszczania się powłoki.
Efekt platerowania
Skład roztworu galwanicznego bezpośrednio wpływa na rodzaj, twardość i odporność na zużycie metalu powłoki. Dzięki różnym parametrom procesu można również kontrolować grubość, gęstość i naprężenia krystalizacji metalu powłoki.
Do produkcji narzędzi do galwanizacji diamentowej najczęściej używa się niklu lub stopu niklu z kobaltem. Bez wpływu zanieczyszczeń galwanicznych, czynniki wpływające na złuszczanie się powłoki to:
(1) Wpływ naprężeń wewnętrznych Naprężenia wewnętrzne powłoki powstają w procesie elektroosadzania, a dodatki w rozpuszczonej fali i produkty ich rozkładu oraz wodorotlenek zwiększają naprężenia wewnętrzne.
Makroskopowe naprężenia mogą powodować powstawanie pęcherzyków, pękanie i odpadanie powłoki podczas przechowywania i użytkowania.
W przypadku niklowania lub stopu niklowo-kobaltowego, naprężenia wewnętrzne są bardzo różne – im wyższa zawartość chlorku, tym większe naprężenie wewnętrzne. W przypadku roztworu powłoki z soli siarczanu niklu, naprężenie wewnętrzne roztworu powłoki Watt jest niższe niż w przypadku innych roztworów powłok. Dodanie organicznego luminentu lub środka eliminującego naprężenia pozwala znacząco zmniejszyć naprężenia wewnętrzne powłoki w skali makro i zwiększyć naprężenia wewnętrzne w skali mikroskopowej.
(2) Efekt wydzielania wodoru w dowolnym roztworze galwanicznym, niezależnie od jego wartości pH, zawsze wiąże się z pewną ilością jonów wodorowych, co wynika z dysocjacji cząsteczek wody. Dlatego w odpowiednich warunkach, niezależnie od tego, czy galwanizacja odbywa się w kwaśnym, obojętnym czy zasadowym elektrolicie, często wraz z wytrącaniem metalu następuje wytrącanie wodoru na katodzie. Po redukcji jonów wodorowych na katodzie część wodoru ucieka, a część wnika do metalu osnowy i powłoki w stanie wodoru atomowego. Powoduje to odkształcenie sieci krystalicznej, powodując duże naprężenia wewnętrzne, a także znaczne odkształcenie powłoki.
Efekty procesu galwanizacji
Jeśli wykluczymy skład roztworu galwanicznego i inne czynniki wpływające na kontrolę procesu, awaria zasilania w procesie galwanizacji jest istotną przyczyną utraty powłoki. Proces galwanizacji narzędzi diamentowych znacznie różni się od innych rodzajów galwanizacji. Proces galwanizacji narzędzi diamentowych obejmuje powlekanie pustej warstwy (bazy), powlekanie piaskiem oraz proces zagęszczania. W każdym procesie istnieje możliwość opuszczenia roztworu galwanicznego przez matrycę, co wiąże się z dłuższą lub krótszą przerwą w dostawie prądu. Dlatego zastosowanie bardziej racjonalnego procesu może również ograniczyć zjawisko złuszczania się powłoki.
Artykuł przedrukowano z „Chińska Sieć Materiałów Supertwardych"
Czas publikacji: 14 marca 2025 r.
