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摘 要:在金剛石表面化學鍍Ｎｉ－Ｗ－Ｐ做導電底層，然后采用三價鉻鍍液在金剛石表面電鍍金屬鉻鍍層，Ｘ－射線分析表明，在高溫下金剛石表面鍍層中有金屬鉻的碳化物生成。鉻碳化物的生成增強了金剛石與胎體金屬之間的浸潤能力，從而增強了金剛石與胎體金屬之間的結(jié)合強度。
關(guān)鍵詞金剛石，鍍鈦，電鍍鉻
金剛石工磨具的制造方法主要是粉末冶金孕鑲法 但金剛石是非金屬，與一般金屬或合金間有很高的界面能，致使金剛石表面不能被低熔點或合金所浸潤，其粘結(jié)性能差。
目前，國內(nèi)外學者研究發(fā)現(xiàn)，在金剛石表面通過物理或化學方法鍍覆某些強碳化物形成金屬或合金(如Ti、cr、W、Mo等)，則這些金屬或合金在高溫下和金剛石表面碳原子發(fā)生化學反應，生成穩(wěn)定的化物，這些碳化物一方面與金剛石表面存在較好的化學鍵臺，另一方面能很好地被胎體金屬所浸潤，能大大增強金剛石與胎體金屬的粘結(jié)力。
近年來國內(nèi)科技工作者對金剛石表面鍍覆金屬或合金，進行了大量的實驗研究，實現(xiàn)了金剛石表面鍍Ni、cu、Ni—W、Co-W 等金屬或合金。然而目前金剛石表面所沉積的金屬存在以下問題：(1)Ni—W 、Ni—Mo、Co-W 、Ni—Zr等鍍層中，強碳化物生成元素W、Mo、Zr等含量少(一般小于l0%)，對增強金剛石與胎體金屬的粘結(jié)力效果不明顯;(2)許多強碳化物生成元素如Zr、cr等很難用化學鍍方法實現(xiàn)在金剛石表面沉積。
近年來，釬焊的表鑲金剛石工具得到國內(nèi)外研究者的重視，一些產(chǎn)品已經(jīng)面世。由于金剛石與基體之間的強力結(jié)合，這種釬焊的表鑲工具可以使金剛石顆粒直徑的三分之二出露，而工作時不脫落，其鋒利度遠遠高于普通的孕鑲工具，并且能夠長期保持其鋒利性。采用火焰或感應加熱的釬焊方法，由于工作環(huán)境差，直接使用真空鍍鈦的金剛石，薄鍍層易于燒損，因此在鍍鈦的表面進一步電鍍鉻(增重達15% 以上)，由于鉻鍍層抗高溫氧化，這樣可以保證在普通釬焊條件下順利的將金剛石焊接到基體上。本文在金剮石表面鍍鈦(省去了化學鍍、降低了成本)的基礎(chǔ)上，采用三價鉻鍍液配方，實現(xiàn)了在金剛石表面電鍍純碳化物生成元素鉻。
1 實驗部分
1.1 金剛石表面鍍鈦
由于金剛石不導電，因此在進行電鍍前，應先鍍覆一層導電層。本文選擇在金剮石表面鍍鈦作導電底層。金剛石鍍鈦后表面呈銀灰光澤，具有良好的導電性。
1.2 金剛石表面鍍鉻
由于金剛石顆粒細小，不能直接制作陰極，因而只能采用滾鍍方法進行電鍍強碳化生成元素Ti、W、Mo等不能直接從水溶液中通過電沉積得到純金屬鍍層，只能與鐵族金屬元素一起通過誘導共沉積方法析出合金鍍層。而cr與Tj、W、Mo不同，可以很容易地從水溶液中電沉積得到金屬鉻鍍屢。
電鍍金屬鉻的工藝很成熟，但在金剛石表面電鍍鉻卻很少報道。目前電鍍工作者普遍采用六價鉻電鍍工藝，本課題組參考有關(guān)電鍍手冊和文獻后，首先采用六價鉻電鍍液，在金剛石表面電鍍鉻，但一直未成功。其原因主要是六價鉻鍍液氧化性強，且金剛石電鍍時，很難作到金剛石帶電人槽，因而金剮石表面鍍鈦層很快被六價鉻鍍液氧化溶解，造成金剛石表面不導電，使電鍍難以進行。本文參考有關(guān)文獻，通過大量實驗，得出了適合金剛石表面電鍍鉻的三價鉻鍍液配方及工藝條件。
三價鉻鍍液組成及工藝規(guī)范：
按上述配方金剮石電鍍鉻后，金剛石表面呈淺灰黑光澤。
2 實驗結(jié)果與討論
2 1 金剛石表面鍍層的x射線衍射分析
電鍍鉻后，鍍層增重可達l5% 以上，增加了鍍屢中強碳化物生成元素的含量，在高溫F，強碳化生成元素將與金剛石表面碳原子發(fā)生界面反應生成金屬碳化物，從而增強了金剮石與胎體金屬之間的粘結(jié)強度。
2 2 金剛石的抗氧化性
經(jīng)差熱(DTA)分析，鍍鈦后再鍍鉻金剮石與只鍍鈦金剛石相比氧化峰向后推移，氧化溫度約為1 060℃ ，比只鍍鈦金剛石的氧化溫度約提高100℃ 。
3 結(jié)論
(1)金剛石鍍鈦后電鍍鉻，可以使強碳化物生成元素鉻的含量大大增加，從而增強了金剛石與胎體金屬之間的結(jié)合強度。
(2)金剛石電鍍鉻后，可明顯提高金剛石的抗氧化能力。
(3)高溫下在金剛石表面有鉻的碳化物生成。
