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              聚晶拉絲模具為您介紹金剛石表面鍍覆需要哪些條件
              發布者:管理員   發布時間:2019-10-09 14:05:12 瀏覽次數:

                聚晶拉絲模具為您介紹金剛石表面鍍覆需要哪些條件

                在金剛石表面進行鍍覆時,存在非常多的形成條件和影響因素,主要有:成分條件、結構條件、工藝條件。

                (1)成分條件

                按金屬與金剛石的相互作用可將金屬分為三類:①石墨化元素:元素周期表中第ⅧB族元素如Fe、Ni、Co等是碳的溶劑,在高溫超高壓條件下,此類元素能促進石墨轉變成金剛石,是觸媒元素。但其觸媒作用是雙向的,即在高溫常壓下,這些元素會促進金剛石石墨化。燒結的過程中,在石墨化元素的作用下,金剛石在700℃時開始發生石墨化現象,1000℃時發生嚴重的石墨化。包含有石墨化元素的結合劑在熱壓的過程中會出現嚴重侵蝕金剛石的問題,導致金剛石強度迅速下降。根據鈦鍍層純度實驗結果表明:鈦鍍層中在含有有不到1%的Fe、Co、Ni等石墨化元素存在時,就會強烈降低鍍層與金剛石之間的結合強度。②碳化物形成元素:碳可與一些過渡族金屬(Ti、Mo、Nb、W、V、Cr等)形成碳化物,且3d空軌道愈多,愈易于結合。這些碳化物形成元素及合金在合適的工藝條件下與金剛石中的碳發生反應形成碳化物,外延生長在金剛石表面,可實現這些過渡金屬與金剛石之間的化學鍵合。③不作用的“惰性”元素主要有:Sn、Cu、Zn等低熔點元素及其合金是金剛石工具中比較常用的結合劑成分,但他們與金剛石之間不發生化學反應,而且其浸潤角大于900,與金剛石的粘結性非常差。金剛石只有機械地鑲嵌在這類結合劑中,易脫落流失。

                (2)結構條件

                為了實現金剛石與金屬的良好的冶金結合,在金剛石顆粒表面形成碳化物層,只有Ti、V、Cr、Mo、Nb、W等強碳化物形成元素才能達到這樣的目的,同時還必須避免Fe、Co、Ni等一些石墨化元素與金剛石表面的直接接觸,否則碳化物層就會生長在石墨層上,從而不能達到強力冶金結合的目的。所以金剛石與金屬冶金結合的結構條件碳化物層直接外延生長在金剛石上。

                (3)工藝條件

                金剛石表面形成碳化層的過程為實際上是原子在金剛石表面擴散的過程,碳化物形成量是有反應過程的溫度與時間以及PH決定的。胎體與金剛石之間的結合依靠的是碳化物形成在金剛石上,但是碳化物的形成是受原子擴散遷移控制的,需要在一定溫度下經過較長時間的界面反應。金剛石與鍍覆金屬產生冶金結合的前提條件是必須使金剛石表面外延生長-即形成均勻、連續、輕薄的碳化物層,此過程需一定時間、溫度,對PH也有一定的要求,且不能有石墨化元素存在。由于在結合劑中通過直接加入碳化物形成元素進行真空液相燒結的方法不僅流程工藝條件苛刻,不適合進行大規模工業化生產。因此在燒結之前,生產表面鍍覆金屬的金剛石即金剛石表面鍍覆Ti、V、Cr、Mo、Nb、W及合金的金剛石是非常必要的。在鍍覆金屬過程中,一定的真空、溫度、時間PH條件下使金剛石表面外延生長在可控厚度的碳化物層。作為中間產物,帶有鍍層的金剛石與結合劑在一起。

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