金剛石材料具有高硬度、高抗壓強(qiáng)度、高耐磨性以及優(yōu)異的導(dǎo)熱性和電絕緣性尽由，已廣泛應(yīng)用于工具、磨具領(lǐng)域(如金剛石鋸片雷镀、金剛石砂輪野戏、金剛石磨頭等)。金剛石工具兆剃、磨具通常采用將人造金剛石顆粒與金屬哺挺、陶瓷、樹(shù)脂等結(jié)合劑鑲嵌在一起的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的加工被核，但由于金剛石與大部分金屬暴姓、陶瓷甚至樹(shù)脂均具有較高的界面能，使金剛石與基體的結(jié)合力較差勃提，容易造成金剛石早期脫落促壕。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在金剛石工具的使用過(guò)程中燥及，只有約10%的金剛石真正發(fā)揮了切削作用眷滤。因此，改善金剛石與基體的結(jié)合強(qiáng)度是提高金剛石工具加工效率和使用壽命的關(guān)鍵因素派阱。目前國(guó)內(nèi)外一般采用在金剛石表面鍍一層金屬的方法來(lái)降低金剛石與基體的界面能诬留，并通過(guò)這層金屬與結(jié)合劑形成穩(wěn)定的化學(xué)冶金結(jié)合(金屬結(jié)合劑、陶瓷結(jié)合劑)贫母。目前采用較多的鍍覆金屬包括Ti文兑、Cr、V腺劣、W等碳化物形成元素以及Ni绿贞、Cu、Ni-P等非碳化物形成元素橘原。采用的鍍覆方法種類(lèi)也較多籍铁，如真空微蒸發(fā)鍍可在金剛石表面鍍覆多種金屬和合金，但需要專(zhuān)用設(shè)備趾断，成本較高拒名；金屬包滲也可在金剛石表面有效鍍覆Ti吩愧、Ta、Cr增显、Mo慎瓮、W等金屬，該方法也需要真空設(shè)備伊丘；鹽浴鍍和化學(xué)鍍是兩種比較簡(jiǎn)單的鍍渡方法捧法，不需要專(zhuān)用真空設(shè)備。鹽浴鍍可鍍覆大部分碳化物形成元素异瞭；而化學(xué)鍍主要用于鍍覆Ni木锈、Cu、Ni-P等非碳化物形成元素以及與碳化物元素的復(fù)合鍍層结款。目前國(guó)內(nèi)對(duì)這兩種方法鍍覆金剛石的鍍層特點(diǎn)及其抗壓強(qiáng)度肪才、抗高溫?zé)嵛g能力等性能研究方面的報(bào)道不多。本文通過(guò)在金剛石表面采用鹽浴鍍方法鍍Ti和采用化學(xué)鍍方法鍍Ni昼薯、Cu的試驗(yàn)网访，分析比較了采用這兩種方法獲得的金剛石表面形貌、鍍層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及金剛石的抗壓強(qiáng)度和抗高溫?zé)嵛g能力彪珠。

　　試驗(yàn)方法

　　將45#人造金剛石與金屬Ti粉棍合质法，并用NaCl和BaCl的混合鹽以及少量硼砂和硅鐵粉混合后覆蓋其上，用陶瓷坩堝加蓋后在箱式電阻爐中以1000℃溫度保溫1小時(shí)浸船，再用熱水去掉混合鹽妄迁，即可得到鍍Ti的金剛石。

　　用酒精和丙酮去除金剛石表面的油污李命，用混合酸(濃硝酸+濃硫酸)對(duì)金剛石表面進(jìn)行粗化登淘，再進(jìn)行敏化、活化及還原處理后封字，分別放入Ni 鍍液和Cu鍍液中黔州，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后即可在金剛石表面鍍覆一層Ni和Cu。

　　采用Y-4QX射線(xiàn)衍射儀對(duì)鹽浴鍍Ti和化學(xué)鍍Ni阔籽、Cu的金剛石進(jìn)行X射線(xiàn)衍射分析流妻。

　　采用PHILIPS XL-30FEG掃描電子顯微鏡觀察鹽浴鍍Ti和化學(xué)鍍Ni、Cu金剛石的表面形貌以及顆粒斷裂后的鍍層結(jié)構(gòu)笆制。

　　分別測(cè)試未鍍筱金剛石和已鍍覆金屬金剛石的表面抗壓強(qiáng)度(40粒為一組)绅这。將金剛石放入無(wú)保護(hù)氣氛、溫度800℃ 的爐中一定時(shí)間在辆，采用精確到0.1mg的電子分析天平稱(chēng)量金剛石的重量证薇，通過(guò)測(cè)試金剛石的燒損量確定其抗高溫?zé)嵛g能力。 

　　試驗(yàn)結(jié)果與分析

　　經(jīng)鹽浴鍍和化學(xué)鍍后开缎，幾乎100%的金剛石均被鍍覆上金屬痹埠，表明這兩種金屬鍍覆工藝是可行和成功的。鹽浴鍍Ti的金剛石表面呈灰黑色妙帆；化學(xué)鍍Ni的金剛石表面呈亮銀色仙尔，鍍Cu的金剛石表面呈紅色。

　　3.1 X射線(xiàn)衍射分析

　　用Y-4Q型X射線(xiàn)衍射儀測(cè)得的鍍覆金屬后金剛石X射線(xiàn)衍射圖譜兵雪。鹽浴鍍Ti的金剛石出現(xiàn)了TiC的衍射峰编撵，表明Ti與金剛石通過(guò)TiC形成了化學(xué)冶金結(jié)合∩棺拢化學(xué)鍍Ni和Cu的金剛石上都有Ni和Cu的衍射峰出現(xiàn)易仍；鍍Ni金剛石的表面鍍層大多為非晶Ni，由于Ni層較厚捷嘁，所以金剛石的衍射峰很弱绵盔。

　　3.2  鍍層界面結(jié)構(gòu)分析

　　鹽浴鍍Ti、化學(xué)鍍Ni金剛石顆粒斷裂后表面鍍層結(jié)構(gòu)的SEM圖像鳍彪。由圖可見(jiàn)璃璧，Ti鍍層與金剛石的界面不明顯，界面處結(jié)構(gòu)致密刊愚；而Ni鍍層與金剛石之間界面十分明顯踊跟，而且因觀察前金剛石顆粒被斷裂破壞，因此鍍層與金剛石之間存在剝離現(xiàn)象鸥诽。

　　鹽浴鍍和化學(xué)鍍對(duì)金剛石性能的影響

　　1) 對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響

　　經(jīng)鹽浴鍍Ti后金剛石的抗壓強(qiáng)度比鍍前略有降低商玫；而經(jīng)化學(xué)鍍Ni和Cu后金剛石的抗壓強(qiáng)度則比鉸前有較大提高，其中鍍Ni和鍍Cu的金剛石抗壓強(qiáng)度分別提高了40%和55%牡借。鹽浴鍍Ti后金剛石的強(qiáng)度降低可能是因?yàn)樵囼?yàn)時(shí)金剛石在高溫(1000℃)中處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)拳昌，對(duì)金剛石造成了一定損傷引起的。有關(guān)文獻(xiàn)中曾有采用鹽浴鍍Ti(或W)后金剛石抗壓強(qiáng)度提高的報(bào)道钠龙，但強(qiáng)度提高幅度很小地回。由于鹽浴鍍時(shí)熔鹽溫度很高，不可避免會(huì)對(duì)金剛石造成損傷俊鱼，因此采用鹽浴鍍難以大幅度提高金剛石的抗壓強(qiáng)度刻像。用于化學(xué)鍍Ni和Cu的低品級(jí)金剛石表面分布著許多缺陷和表層裂紋，在化學(xué)鍍過(guò)程中并闲，由于具有缺陷和裂紋的表面存在比平滑表面更多的還原中心细睡，因此在缺陷和裂紋處可獲得更厚的金屬鍍層，這在一定程度上對(duì)金剛石表面的缺陷起到了彌和作用帝火，從而使其抗壓強(qiáng)度得到較大提高簿馍。

　　2) 對(duì)抗高溫?zé)嵛g能力的影響

　　未鍍金屬與分別鍍覆Ti、Ni东镶、Cu的金剛石的抗高溫?zé)嵛g能力對(duì)比情況忆帐。鍍覆金屬后的金剛石在高溫(800℃)下的抗熱蝕能力比未鍍金屬的金剛石有較大幅度的提高兵正，這主要是由于鍍筱的表面金屬層在高溫下可對(duì)金剛石起到保護(hù)作用。對(duì)三種鍍極不同金屬的金剛石進(jìn)行比較梢纫，可以發(fā)現(xiàn)：鹽浴鍍Ti的金剛石抗熱蝕能力最好窖硝，化學(xué)鍍Ni 金剛石的抗熱蝕能力次之，化學(xué)鍍Cu金剛石的抗熱蝕能力最差汤浊。這是由于鹽浴鍍Ti金剛石的鍍層與金剛石之間能形成冶金結(jié)合邓晃，可實(shí)現(xiàn)對(duì)金剛石基體的有效保護(hù)；而化學(xué)鍍Cu金剛石的表面鍍層比較疏松砚皆，在高溫下氧化嚴(yán)重纤票，而且在某些部位有未鍍金剛石露出，因此其抗熱蝕能力較差旦良。因此猪攀，鍍Ti及鍍Ni的金剛石可獲得較好的抗高溫?zé)嵛g能力。

　　用于制造金剛石工具的金剛石表面鍍覆金屬可選用Ti侵俗、W爱榕、Cr、Mo等碳化物形成元素坡慌，由于這些金屬可與金剛石形成碳化物過(guò)渡層黔酥，與金剛石基體的結(jié)合強(qiáng)度較高，且具有良好的抗熱蝕能力洪橘，因此十分適合制造陶瓷基和金屬基金剛石工具跪者。但是，為了形成碳化物層熄求，需要較高溫度渣玲，因此鍍覆這些金屬元素時(shí)不宜采用化學(xué)鍍或電鍍工藝，采用真空鍍或鹽浴滲鍍工藝較為適宜弟晚。對(duì)于Ni忘衍、Cu等非碳化物形成元素，則可采用簡(jiǎn)單的化學(xué)鍍工藝卿城，但存在鍍層與金剛石基體結(jié)合強(qiáng)度不高的缺陷枚钓。其中，鍍Ni可以明顯提高金剛石的抗高溫?zé)嵛g能力粟宣。

　　1) 鹽浴鍍Ti的鍍層與金剛石之間可形成良好的結(jié)合界面喳卫；而化學(xué)鍍的鍍層與金剛石之間結(jié)合強(qiáng)度不高。

　　2) 經(jīng)化學(xué)鍍覆金屬的金剛石抗壓強(qiáng)度有很大提高辑揍；但鹽浴鍍Ti金剛石的抗壓強(qiáng)度無(wú)明顯改善硫红。

　　3) 鹽浴鍍Ti和化學(xué)鍍Ni金剛石的抗高溫?zé)嵛g能力優(yōu)于化學(xué)鍍Cu金剛石。

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