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我們都知道鉛筆芯很軟,，也很容易被折斷,，有這么一種物質(zhì)它跟鉛筆芯同樣也是由碳元素構(gòu)成的，卻是世界上最堅硬的物質(zhì),，這就是金剛石,。 由于金剛石堅硬和稀少的特點，所以自古人們就將視其名貴的寶石,，而經(jīng)過切割打磨的金剛石被稱為鉆石,，是世界上最珍貴的寶石之一。
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U1 Z9 W: A+ C8 C2 l, t: i+ B金剛石的硬度非常的高,，用它幾乎可以在所有物體上畫出痕跡,，金剛石既鋒利又不易發(fā)熱，所以也將金剛石用在工藝生產(chǎn)中,，如將金剛石包鑲在各種工具基體上,，用來制造一些打磨和切割工具，這種制造工藝就是電鍍金剛石,。 電鍍金剛石電鍍金剛石是利用電鍍原理,，用鎳將金剛石砂粒包鑲在工件上，金剛石會被一部分包鑲在基體上,，另一部分露在表面形成牢固耐磨的工作層,。
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電鍍金剛石的目的，是通過在金屬工件表面包鑲致密的金剛石顆粒,，以增加切割和打磨能力,，利用電鍍金剛石工藝制造的各種磨削工具，廣泛應(yīng)用于機械,，玻璃以及建材等行業(yè)中,。 4 F+ L: d6 o& H7 i& Y4 L) V& @, g" z
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圖片來源：pixabay " M7 e4 O- ^6 I# a3 Q# U
金剛石的形成都需要在特殊的環(huán)境中形成，所以金剛石的產(chǎn)地比較集中,，產(chǎn)量也比較少,，天然金剛石并不能滿足需要，所以電鍍金剛石都是使用人造金剛石顆粒,。 磨削加工的發(fā)展歷史# P: i1 y! ] `6 {7 i8 k
人類使用各種磨削工具對物品進(jìn)行加工有著非常悠久的歷史,，在遠(yuǎn)古時期古人利用鋒利的石頭，動物骨頭以及棍棒等工具,，進(jìn)行打獵和切割食物,，這也是最早的磨削工具。
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據(jù)記載在元朝時,，中國就出現(xiàn)了一種利用天然膠,，將貝殼粉粘在羊皮上進(jìn)行打磨的工具，這是有記載最早使用的包鑲式磨具,。 / w( _ k8 F9 W
自從人類發(fā)現(xiàn)青銅等各種金屬以后,，就開始利用其更加堅硬和可塑性強的特點,，將這些金屬加工成各種工具，廣泛應(yīng)用于各種磨削加工中,，從此人類也進(jìn)入了利用金屬磨削加工的新時代,。 5 z Q% y" b6 k, x' X8 N9 {
到了近代，隨著工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展,，被加工的材料硬度越來越高,，普通的金屬磨削工具已經(jīng)不能滿足其需要了,，于是人們開始尋找硬度更高的材料來作為磨料,。
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6 q* n A" I- p! `# v$ W3 m' @/ I, s4 N也就出現(xiàn)了現(xiàn)在普遍使用的如天然剛玉，人造碳化硅以及硬度更高的人造金剛石等磨削材料,，將這些材料磨成細(xì)小顆粒后,，燒制或者包鑲在其它金屬基體上形成一定形狀的磨具，以此來進(jìn)行磨削加工,。 ) V" c! \6 k& ^% y8 j: z5 K1 @/ \
電鍍金剛石的特點
9 ? T0 O$ c. Z5 }1 N) C/ S* Z利用電鍍金剛石制造出來的產(chǎn)品,，由工件和金剛石鍍層兩部分組成，所以用這種電鍍金剛石沉積工藝,，能夠制造出各種結(jié)構(gòu)不規(guī)則,，小而薄以及精度較高的磨削工具。
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電鍍金剛石通常采用鎳作為金剛石顆粒與基體的結(jié)合劑,，會將金剛石的1/2或者2/3牢牢包鑲在工件上,，鍍層就會非常的堅硬，這會讓電鍍金剛石非常的耐磨,，金剛石也不容易脫落,。
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由于金剛石的硬度很高，能長時間保持金剛石顆粒的鋒利度,，所以使用電鍍金剛石制造的各種磨削工具工作效率也會明顯高很多,，并且還會更加耐磨。 5 S$ F8 X% F# K( p# A
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電鍍金剛石在制造過程中采用的是通電后低溫沉積的工藝,，所以不會對金剛石產(chǎn)生高溫高壓,，就不會對金剛石本身產(chǎn)生任何影響，這也保證了金剛石的質(zhì)量不會降低,，更利于提高磨削加工質(zhì)量,。 % Z* ]% m2 M( i3 o* n
電鍍金剛石工藝流程
2 H) z) [: n; J1 h: D v. |金剛石原料 根據(jù)需要的電鍍金剛石工具精度選擇相對應(yīng)的金剛石目數(shù)，人造金剛石在顯微鏡下會呈現(xiàn)出帶有菱角的多面體,，并且呈現(xiàn)出黃綠色,。 8 P) }+ x- L6 L# q( U% u: A
為了保證電鍍金剛石的質(zhì)量，還會使用專業(yè)的磁選機,，從金剛石顆粒中吸取出摻雜的各種雜質(zhì),，以保證金剛石的純度,。
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除油 用工業(yè)堿來除油，將燒堿放入水中加熱煮沸30分鐘,，再用蒸餾水清洗2~3次,，去除金剛石表面的油污。
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電鍍金剛石的工件也需要除油,，通常將工件放入加有燒堿的超聲波清洗機中,，將水加熱融化燒堿后清洗超聲波清洗30分鐘。
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預(yù)鍍 為了讓金剛石與基體能夠牢固的結(jié)合,，所以在電鍍金剛石之前就要在工件表面包裹電鍍層,。（基體以碳鋼為多，也有用不銹鋼板的,，不銹鋼是必須預(yù)鍍的,，碳鋼不預(yù)鍍也行）
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將電解液進(jìn)行加熱到50℃，將工件放入通電的鍍槽中,，金屬鎳與電鍍液發(fā)生反應(yīng)后,，鎳離子會沉積在工件表面，形成一層薄薄的電鍍層,。
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電鍍 要將金剛石沙粒包鑲在工件電鍍層上,，通常有埋砂法和落砂法，落砂法每次只能完成一個面的上砂,，所以比較適合單面電鍍金剛石的產(chǎn)品,；而埋砂法是將需要電鍍金剛石的產(chǎn)品埋于金剛石砂粒之中，所以比較適合圓柱形或者不規(guī)則的產(chǎn)品,。 - A+ b" ]7 E$ p- K3 V8 K
但是它們的原理都是相同的,，電鍍液和工件通電后，將金剛石砂粒堆積在預(yù)鍍好的工件上,，在電場的作用下鎳會分解釋放出鎳原子,，沉積在已經(jīng)有金剛石砂粒的工件上，表面的金剛石會被逐漸包裹起來,，形成金剛石鍍層,。
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水洗，烘干 電鍍完成后要用清水將產(chǎn)品沖洗干凈,，因為金剛石砂粒之間會留下一些電鍍液體和金剛石砂粒,；最后可通過熱風(fēng)將產(chǎn)品表面的水分蒸發(fā)掉，一個電鍍金剛石產(chǎn)品就完成了,。 & i! _: B8 ~; r+ b$ e2 L8 D) g
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% y0 @+ x8 C$ ^5 v( @% J' T電鍍金剛石和電鍍還是有區(qū)別的,，通俗一點理解呢，就是用鎳把金剛石顆粒包裹在工件上，關(guān)鍵點有三個,。
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前處理一定要做好,，除油不干凈會導(dǎo)致附著力不夠， 電流的大小影響非常大,，電流過大容易燒焦,，過小鍍不上。 電鍍的時間更是決定了產(chǎn)品的質(zhì)量,，比如需要把金剛石包裹到2/3是最佳狀態(tài),，時間短了沒包裹好金剛石容易脫落，時間久了包的太多,，金剛石牢固 了,，但鋒利度沒有了，打磨效果下降了,。 下面來看看電鍍金剛石放大后的畫面,。 & M, v* i* t; \
這是平板上的電鍍金剛石 : \3 u2 u( z% R# w
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1 o- X6 f `1 u4 h4 u/ X這是圓棒上的電鍍金剛石 ; Y+ r: i9 M1 s4 {
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整個生產(chǎn)感覺就像炒菜一樣，火候是關(guān)鍵因素,。
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隨著工業(yè)的快速發(fā)展，制造技術(shù)的進(jìn)步,，各個行業(yè)對電鍍金剛石的需求越來越大,，但對其要求基本上相同，即效率高,、壽命長,、磨削精度高。
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要滿足這些要求,，就需要鍍層金屬不僅要有較高的硬度,、耐磨性，而且要求金剛石砂粒在基體各個部分要均勻分布,，以免鍍層脫落使工具壽命縮短,。 * l( {+ d/ G# P& c& R- m
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發(fā)表于 2022-12-17 09:54:05
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