论文部分内容阅读
由于金刚石与一般金属或合金之间具有很高的界面能,致使金刚石不能被一般的熔焊合金所浸润和焊合,金刚石颗粒仅机械地镶嵌于基体之中,结合强度很低,在使用过程中,金刚石颗粒极易与金属基体分离以及破碎,金刚石的利用率仅为50%~60%左右。另外,金刚石的耐热性不高,高温下易氧化失重或石墨化,会降低工具的使用效率。因此有必要对金刚石表面进行改性。采用化学镀镀覆技术,可以在金刚石表面得到表面致密、结合较好、有一定厚度的化学镀层,以提高与基体的结合强度,改善刀具的表面质量,延长其使用寿命。由于化学镀不需要大型的专用设备和仪器,成本低,对被镀材料无形状限制,因此用化学镀对金刚石颗粒表面镀覆金属是很好的选择。本研究主要运用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等检测方法,对金刚石表面化学镀Ni-P合金镀层的表面形貌、镀层的相结构和成分、相关性能进行了分析。通过实验研究,选择适宜的化学镀预处理工艺,采用称重法计算沉积速度,通过对化学镀Ni-P溶液各成分的浓度对沉积速度的影响的分析,获得了最佳镀覆工艺条件:硫酸镍30g/L,次磷酸钠25g/L,柠檬酸20g/L,硫脲0.22mg/L,主盐与次磷酸钠的最佳摩尔浓度比应控制在0.4~0.5之间,pH值4.8~5.5,温度88±2℃,镀膜时间1.5h。研究结果表明,金刚石经Ni-P化学镀后,表面呈银白色,具有金属光泽,镀层致密而且均匀,结合力好。未经热处理的金刚石表面Ni-P镀层具有非晶态特征;当经过热处理后,Ni-P镀层的结构为晶体结构,镀层物相组成为Ni3P和Ni,还有Ni12P5,由于在空气中进行的热处理,还有NiO相的产生。热处理后,镀层与金刚石基体的结合力大大提高。无镀层的金刚石经高温加热后其表面腐蚀相当严重,说明它的耐热性能很差,化学镀Ni-P合金后,金刚石的耐热性有了很大的提高,由于镀层的保护作用,使金刚石的耐热性增强。镀层的孔隙率很低,说明镀层的致密性良好。金刚石表面化学镀Ni-P合金具有较高的实用价值,增加了金刚石工具的使用寿命、降低了应用成本。