隨著工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，被加工材料的硬度越來(lái)越高，普通的金屬磨削工具已經(jīng)不能滿足需要，于是人們開(kāi)始尋找硬度更高的磨料材料。

       金剛石硬度很高，既鋒利又散熱。如果能將金剛石包鑲在各種工具基體上，用來(lái)制造一些打磨和切割工具，如何能使金剛石與基體很好的包鑲，這就涉及到了一種制造工藝——金剛石電鍍。

       電鍍金剛石是用電鍍?cè)?，用鎳將金剛石顆粒包鑲在工件上，金剛石會(huì)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。電鍍金剛石的目的，是通過(guò)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。

       一、電鍍金剛石的特點(diǎn)

       利用電鍍金剛石制造出來(lái)的產(chǎn)品，由工件和金剛石鍍層兩部分組成，所以這種電鍍工藝，能夠制造出各種結(jié)構(gòu)不規(guī)則，大小薄厚不同以及精度較高的磨削工具。

       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(huì)將金剛石的1/2或者2/3牢牢包鑲在工件上，由于鍍層非常堅(jiān)硬，所以這種電鍍金剛石耐磨性非常好，也較不鍍層的金剛石不容易脫落。且能長(zhǎng)時(shí)間保持金剛石顆粒的鋒利度，使磨削效率明顯提高。

▲ 電鍍金剛石形貌

       電鍍金剛石在制造過(guò)程中采用的是通電后低溫沉積的工藝，由于整個(gè)過(guò)程沒(méi)用到高溫高壓，所以不會(huì)對(duì)金剛石本身產(chǎn)生碳化，這也保證了金剛石的質(zhì)量不會(huì)降低，更利于提高磨削加工質(zhì)量。
       二、金剛石電鍍的原理

       金剛石在弱酸性溶液中吸附H+，并在電場(chǎng)作用下向陰極緩慢移動(dòng)，最終吸附在陰極表面。這樣當(dāng)Ni2+、Co2+、Mn2+不斷在陰極表面吸附時(shí)，就把吸附在陰極表面的金剛石不斷包裹起來(lái)，形成金剛石復(fù)合鍍層。

       電解液的加熱：電解液通常采用水浴加熱，加熱溫度< 50℃，并采用自動(dòng)控溫裝置。

       三、電鍍金剛石工藝流程1、金剛石原料的選擇

       （1）選外觀：在成本一定的前提下，越純?cè)胶?，純凈金剛石?yīng)是無(wú)色透明的，而實(shí)際上常因含有雜質(zhì)和缺陷而顯黃綠色。在金相顯微鏡下觀察呈八面體、菱形十二面體、立方體及其聚合體。

       （2）選使用性能：按JB2808- 79部標(biāo)，金剛石分為 JR1、JR2、JR、JR4 四個(gè)型號(hào)。標(biāo)號(hào)越高，硬度越高，質(zhì)量越好，價(jià)格越貴，但并非越貴使用性能就越好。雖然JR4金剛石硬度最高，但鋒利度不如 JR3金剛石，一般將兩者混合使用，既能保持良好的使用性能，又能降低生產(chǎn)成本。

       （3）選目數(shù)：根據(jù)電鍍金剛石工具的精度選擇合適目數(shù)的金剛石。

       2、磁選除雜

       因?yàn)槿嗽旖饎偸铣蛇^(guò)程中用到金屬觸媒，會(huì)有部分包裹體，故一般具有磁性，包裹體含量越高，磁性就越強(qiáng)。磁性強(qiáng)的金剛石，不僅雜質(zhì)多、強(qiáng)度低、耐熱性差，而且由于磁性包裹體是導(dǎo)電，會(huì)使金剛石顆粒絕緣性變差，從而對(duì)電鍍質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，容易形成鎳瘤，因此不易選用磁性大的金剛石。

       為了避免磁性雜質(zhì)的影響，金剛石使用前最好在專業(yè)磁選機(jī)上進(jìn)行磁選，將磁性大的金剛石等雜質(zhì)排除出去，以保證金剛石的純度，從而保證電鍍金剛石的質(zhì)量。

       3、除油

       金剛石和電鍍工件一般都需要用工業(yè)堿除油后，用超聲波清洗。

       4、預(yù)鍍

       為了讓金剛石與基體能夠牢固的結(jié)合，在電鍍金剛石之前就要在工件表面包裹電鍍層。如果基體是不銹鋼，必須預(yù)鍍，若基體是碳鋼則可以不預(yù)鍍。

       電解液加熱到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(huì)沉積在工件表面，形成一層薄薄的電鍍層。

       5、電鍍

       要將金剛石顆粒包鑲在工件電鍍層上，通常有埋砂法和落砂法。

       落砂法每次完成一個(gè)面的上砂，比較適合單面電鍍金剛石的產(chǎn)品；

       埋砂法是將需要電鍍金剛石的產(chǎn)品埋于金剛石顆粒之中，所以比較適合圓柱形或者其他不規(guī)則的產(chǎn)品。

       它們的原理都是相同的，電鍍液和工件通電后，將金剛石顆粒堆積在預(yù)鍍好的工件上，在電場(chǎng)的作用下鎳會(huì)分解釋放出鎳原子，沉積在已經(jīng)有金剛石顆粒的工件上，表面的金剛石會(huì)被逐漸包裹起來(lái)，形成金剛石鍍層。

       6、水洗、烘干

       電鍍完成后，用清水將金剛石顆粒之間留下的一些電鍍液和金剛石顆粒沖洗干凈，再通過(guò)熱風(fēng)將產(chǎn)品表面的水分蒸發(fā)掉，這樣一個(gè)電鍍金剛石產(chǎn)品就完成了。

           四、需要注意的細(xì)節(jié)

       （1）除油處理一定要做到位，除油不干凈，會(huì)導(dǎo)致鍍層附著力不夠；

       （2）電流的大小控制好，電流過(guò)大容易燒焦，電流過(guò)小鍍不上。

       （3）把握好電鍍的時(shí)間，一般包裹到2/3是最佳狀態(tài)，時(shí)間短金剛石容易脫落，時(shí)間長(zhǎng)了，不僅浪費(fèi)成本，但金剛石鋒利度不夠，打磨效果適得其反。

       （4）金剛石顆粒在基體各個(gè)部分要分布均勻，以免鍍層不均勻，使工具壽命縮短。

       由于這種電鍍金剛石能長(zhǎng)時(shí)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效率高、壽命長(zhǎng)、磨削精度高，廣泛應(yīng)用于機(jī)械，玻璃以及建材等行業(yè)中。隨著工業(yè)的快速發(fā)展，制造技術(shù)的進(jìn)步，各個(gè)行業(yè)對(duì)電鍍金剛石的需求將越來(lái)越大，故電鍍金剛石的研發(fā)及生產(chǎn)應(yīng)該會(huì)是一個(gè)很有發(fā)展前途的項(xiàng)目，值得同行們?nèi)チ私狻?br/>

參考資料：《電鍍金剛石工具的制備原理及應(yīng)用》