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       随着工业生产的快速发展，被加工材料的硬度越来越高，普通的金属磨削工具已经不能满足需要，于是人们开始寻找硬度更高的磨料材料。

       金刚石硬度很高，既锋利又散热。如果能将金刚石包镶在各种工具基体上，用来制造一些打磨和切割工具，如何能使金刚石与基体很好的包镶，这就涉及到了一种制造工艺——金刚石电镀。

       电镀金刚石是用电镀原理，用镍将金刚石颗粒包镶在工件上，金刚石会被一部分包镶在基体上，另一部分露在表面形成牢固耐磨的工作层。电镀金刚石的目的，是通过在金属工件表面包镶致密的金刚石颗粒，以增加切割和打磨能力。

       一、电镀金刚石的特点

       利用电镀金刚石制造出来的产品，由工件和金刚石镀层两部分组成，所以这种电镀工艺，能够制造出各种结构不规则，大小薄厚不同以及精度较高的磨削工具。

       电镀金刚石通常采用镍作为金刚石颗粒与基体的结合剂，会将金刚石的1/2或者2/3牢牢包镶在工件上，由于镀层非常坚硬，所以这种电镀金刚石耐磨性非常好，也较不镀层的金刚石不容易脱落。且能长时间保持金刚石颗粒的锋利度，使磨削效率明显提高。

▲ 电镀金刚石形貌

       电镀金刚石在制造过程中采用的是通电后低温沉积的工艺，由于整个过程没用到高温高压，所以不会对金刚石本身产生碳化，这也保证了金刚石的质量不会降低，更利于提高磨削加工质量。
       二、金刚石电镀的原理

       金刚石在弱酸性溶液中吸附H+，并在电场作用下向阴极缓慢移动，最终吸附在阴极表面。这样当Ni2+、Co2+、Mn2+不断在阴极表面吸附时，就把吸附在阴极表面的金刚石不断包裹起来，形成金刚石复合镀层。

       电解液的加热：电解液通常采用水浴加热，加热温度< 50℃，并采用自动控温装置。

       三、电镀金刚石工艺流程1、金刚石原料的选择

       （1）选外观：在成本一定的前提下，越纯越好，纯净金刚石应是无色透明的，而实际上常因含有杂质和缺陷而显黄绿色。在金相显微镜下观察呈八面体、菱形十二面体、立方体及其聚合体。

       （2）选使用性能：按JB2808- 79部标，金刚石分为 JR1、JR2、JR、JR4 四个型号。标号越高，硬度越高，质量越好，价格越贵，但并非越贵使用性能就越好。虽然JR4金刚石硬度最高，但锋利度不如 JR3金刚石，一般将两者混合使用，既能保持良好的使用性能，又能降低生产成本。

       （3）选目数：根据电镀金刚石工具的精度选择合适目数的金刚石。

       2、磁选除杂

       因为人造金刚石合成过程中用到金属触媒，会有部分包裹体，故一般具有磁性，包裹体含量越高，磁性就越强。磁性强的金刚石，不仅杂质多、强度低、耐热性差，而且由于磁性包裹体是导电，会使金刚石颗粒绝缘性变差，从而对电镀质量产生不良影响，容易形成镍瘤，因此不易选用磁性大的金刚石。

       为了避免磁性杂质的影响，金刚石使用前最好在专业磁选机上进行磁选，将磁性大的金刚石等杂质排除出去，以保证金刚石的纯度，从而保证电镀金刚石的质量。

       3、除油

       金刚石和电镀工件一般都需要用工业碱除油后，用超声波清洗。

       4、预镀

       为了让金刚石与基体能够牢固的结合，在电镀金刚石之前就要在工件表面包裹电镀层。如果基体是不锈钢，必须预镀，若基体是碳钢则可以不预镀。

       电解液加热到50℃，将工件放入通电的镀槽中，金属镍与电镀液发生反应后，镍离子会沉积在工件表面，形成一层薄薄的电镀层。

       5、电镀

       要将金刚石颗粒包镶在工件电镀层上，通常有埋砂法和落砂法。

       落砂法每次完成一个面的上砂，比较适合单面电镀金刚石的产品；

       埋砂法是将需要电镀金刚石的产品埋于金刚石颗粒之中，所以比较适合圆柱形或者其他不规则的产品。

       它们的原理都是相同的，电镀液和工件通电后，将金刚石颗粒堆积在预镀好的工件上，在电场的作用下镍会分解释放出镍原子，沉积在已经有金刚石颗粒的工件上，表面的金刚石会被逐渐包裹起来，形成金刚石镀层。

       6、水洗、烘干

       电镀完成后，用清水将金刚石颗粒之间留下的一些电镀液和金刚石颗粒冲洗干净，再通过热风将产品表面的水分蒸发掉，这样一个电镀金刚石产品就完成了。

           四、需要注意的细节

       （1）除油处理一定要做到位，除油不干净，会导致镀层附着力不够；

       （2）电流的大小控制好，电流过大容易烧焦，电流过小镀不上。

       （3）把握好电镀的时间，一般包裹到2/3是最佳状态，时间短金刚石容易脱落，时间长了，不仅浪费成本，但金刚石锋利度不够，打磨效果适得其反。

       （4）金刚石颗粒在基体各个部分要分布均匀，以免镀层不均匀，使工具寿命缩短。

       由于这种电镀金刚石能长时间保持金刚石颗粒的锋利度，所以使用电镀金刚石制造的各种磨削工具效率高、寿命长、磨削精度高，广泛应用于机械，玻璃以及建材等行业中。随着工业的快速发展，制造技术的进步，各个行业对电镀金刚石的需求将越来越大，故电镀金刚石的研发及生产应该会是一个很有发展前途的项目，值得同行们去了解。

参考资料：《电镀金刚石工具的制备原理及应用》