超硬材料表面镀覆一化学镀ppt课件.ppt

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1、超硬材料表面镀覆,一.化学镀,电镀是工业上最常用的表面镀方法，但电镀的基体必须是导电材料。因此电镀前必须首先利用化学镀在超硬材料上镀一薄层导电的金属。 化学镀是指借助于合适的还原剂使溶液中的金属离子被还原为金属，并沉积在基体表面上的一种镀覆金属。,化学镀与电镀比有如下特点： （1）可以在各种材料上镀覆。 （2）无论基体几何形状如何复杂，都可获得厚度均匀的镀层。 （3）化学镀层具有较高的硬度，显示出较大的脆性。 （4）化学镀溶液稳定性差，维护、调整和再生比较麻烦。,1.金刚石化学镀前处理方法,（1）净化处理。用碱溶液化学除油使表面清洁。（2）粗糙化处理。化学镀层与非金属基体之间 是靠分子间力结合

2、的。这种结合力较弱，想获得足够的结合力，需要部分地依靠机械联结，因此需要使基体表面粗糙化。对于超硬材料，唯一可行的是化学粗糙化，即用硝酸盐在熔融状态处理，使其表面因受到轻微腐蚀而变得粗糙。,（3）亲水化处理。超硬材料是疏水的，因此必须采用酸液处理，使表面变成亲水的。可采用1：1盐酸，煮沸10-20min。,（4）敏化处理。敏化就是使非金属表面形成一层具有还原作用的还原液体膜。这种具有还原作用的处理液就是敏化剂。好的敏化效果要求具有还原作用的离子在一定条件下能较长时间保持其还原能力，并且能控制其还原反应的速度，要点是敏化所要还原出来的不是连续的镀层，而只是活化点。目前，对于非金属化学镀镍用得最多

3、的是Pd（钯）活化工艺。当吸附有Sn（锡）的非金属表面接触到Pd活化液时，Pd会被Sn还原而沉积到非金属表面形成活化中心，从而顺利进行化学镀。,化学镀及电镀前的表面预处理,重新画,4.化学镀铜工艺规范,化学镀铜工艺规范（含量/gL1）,5.化学镀镍工艺规范,化学镀镍工艺规范（含量/gL1）,二.电镀,化学镀溶液不稳定，使用寿命短，化学镀镀层薄，厚的镀层会发生脆裂和脱落现象。因此，常采用电镀的方法在化学镀基底上继续加厚。,电镀是一种用电化学方法在镀件表面上沉积所需形态的金属覆层工艺。金属电沉积是指在直流电的作用下电解液中的金属离子还原，并沉积到零件表面形成有定性能的金属镀层的过程。装置：三要素，

4、外电路，电镀溶液，阴阳极。,常用的电镀装置,电镀装置中镀瓶工作原理,电镀液,超硬材料颗粒,国产JX41-型电镀装置原理图,电镀Cu,超硬磨料电镀铜工艺规范含量/ gL1,电镀Ni,超硬磨料电镀镍工艺规范含量/ gL1,超硬材料真空镀,一.真空镀方法概述,制造锯片、钻头、滚轮等制品的金刚石，有时需要镀钛、钼和钨等高熔点高硬度金属。镀覆这些金属材料，采用化学镀和电镀难以实现，需要采用真空镀技术。真空镀主要用于制造化学镀和电镀无法获得的镀层。,超硬材料真空镀的种类,真空镀法分为真空物理气相沉积、真空化学气相沉积和真空微蒸发镀。真空物理气象沉积指的是在真空条件下将金属气化成为原子、分子或离子，直接沉积

5、在镀件表面的方法。它包含真空蒸镀、溅射镀、离子镀等。化学气相沉积是利用加热、等离子体激励或光辐射等方法，使气态或蒸汽状态的化学物质在衬底表面反应并沉积生成固态薄膜的过程。真空微蒸发镀指在真空下Ti、Cr、Mo、W、V等活性金属加热到一定温度后表面原子高度活化，与超硬材料接触反应并形成镀层的方法。,真空物理气相沉积三种方法的比较,重新画,真空镀膜机,1.主要技术指标如下：（1）可以金刚石表面镀覆钛、铬、钼、铬等碳化物形成元素，这些元素湿法镀难沉积。也可以镀上述元素的合金。（2）镀覆温度可在650-800度之间任选择。对于中高品级的金刚石而言，在这一范围内选择适当的镀覆温度，不至于产生热损伤。（3

6、）镀层与金刚石间形成的过渡相金属材料碳化物可实现化学键结合，结合强度高。,真空微蒸发镀技术指标,（4）镀后单颗粒抗压强度提高5%-20%，镀后增重随粒度不同在0.5%-3%范围内，镀覆的最细粒度可达W2.5/5。（5）开发的专用设备单次镀覆量达到8000克拉，实现大批量工业化生产。（6）立方氮化硼镀钛合金，取得了与金刚石表面镀覆类似的效果。 真空镀的效果如下两表和两图所示。,各类金刚石表面镀覆方法的技术特征及应用效果的比较,镀钛金刚石的经济效益,1）镀钛使得金刚石颗粒与结合剂冶金结合，不脱粒；镀钛层保护金刚石防止烧结过程中铁等有害组分对金刚石的侵蚀。2）采用镀钛金刚石可以减少金刚石用量10-20%，可以适当增加低价格的细粒度金刚石用量。3）镀钛金刚石简化了对结合剂配方的要求，取消或者大幅度减少了昂贵的有色金属用量，实现了高铁（75%）结合剂的广泛应用。4）镀钛金刚石降低了原料、工艺、模具波动对工具性能的影响，有利于保障产品质量和稳定性。,