堅硬無比的金剛石鑲在鋼板上?全靠一層鎳裹著,這就是電鍍金剛石

我們都知道鉛筆芯很軟，也很容易被折斷，有這麼一種物質它跟鉛筆芯同樣也是由碳元素構成的，卻是世界上最堅硬的物質，這就是金剛石。

由於金剛石堅硬和稀少的特點，所以自古人們就將視其名貴的寶石，而經過切割打磨的金剛石被稱為鑽石，是世界上最珍貴的寶石之一。

圖片來源：pixabay

金剛石的硬度非常的高，用它幾乎可以在所有物體上畫出痕跡，金剛石既鋒利又不易發熱，所以也將金剛石用在工藝生產中，如將金剛石包鑲在各種工具基體上，用來製造一些打磨和切割工具，這種製造工藝就是電鍍金剛石。

電鍍金剛石

電鍍金剛石是利用電鍍原理，用鎳將金剛石砂粒包鑲在工件上，金剛石會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，是通過在金屬工件表面包鑲緻密的金剛石顆粒，以增加切割和打磨能力，利用電鍍金剛石工藝製造的各種磨削工具，廣泛應用於機械，玻璃以及建材等行業中。

圖片來源：pixabay

金剛石的形成都需要在特殊的環境中形成，所以金剛石的產地比較集中，產量也比較少，天然金剛石並不能滿足需要，所以電鍍金剛石都是使用人造金剛石顆粒。

磨削加工的發展歷史

人類使用各種磨削工具對物品進行加工有著非常悠久的歷史，在遠古時期古人利用鋒利的石頭，動物骨頭以及棍棒等工具，進行打獵和切割食物，這也是最早的磨削工具。

據記載在元朝時，中國就出現了一種利用天然膠，將貝殼粉粘在羊皮上進行打磨的工具，這是有記載最早使用的包鑲式磨具。

自從人類發現青銅等各種金屬以後，就開始利用其更加堅硬和可塑性強的特點，將這些金屬加工成各種工具，廣泛應用於各種磨削加工中，從此人類也進入了利用金屬磨削加工的新時代。

到了近代，隨著工業生產的快速發展，被加工的材料硬度越來越高，普通的金屬磨削工具已經不能滿足其需要了，於是人們開始尋找硬度更高的材料來作為磨料。

圖片來源：pixabay

也就出現了現在普遍使用的如天然剛玉，人造碳化矽以及硬度更高的人造金剛石等磨削材料，將這些材料磨成細小顆粒後，燒制或者包鑲在其它金屬基體上形成一定形狀的磨具，以此來進行磨削加工。

電鍍金剛石的特點

利用電鍍金剛石製造出來的產品，由工件和金剛石鍍層兩部分組成，所以用這種電鍍金剛石沉積工藝，能夠製造出各種結構不規則，小而薄以及精度較高的磨削工具。

電鍍金剛石通常採用鎳作為金剛石顆粒與基體的結合劑，會將金剛石的1/2或者2/3牢牢包鑲在工件上，鍍層就會非常的堅硬，這會讓電鍍金剛石非常的耐磨，金剛石也不容易脫落。

由於金剛石的硬度很高，能長時間保持金剛石顆粒的鋒利度，所以使用電鍍金剛石製造的各種磨削工具工作效率也會明顯高很多，並且還會更加耐磨。

電鍍金剛石在製造過程中採用的是通電後低溫沉積的工藝，所以不會對金剛石產生高溫高壓，就不會對金剛石本身產生任何影響，這也保證了金剛石的質量不會降低，更利於提高磨削加工質量。

電鍍金剛石工藝流程

金剛石原料

根據需要的電鍍金剛石工具精度選擇相對應的金剛石目數，人造金剛石在顯微鏡下會呈現出帶有菱角的多面體，並且呈現出黃綠色。

為了保證電鍍金剛石的質量，還會使用專業的磁選機，從金剛石顆粒中吸取出摻雜的各種雜質，以保證金剛石的純度。

除油

用工業鹼來除油，將燒鹼放入水中加熱煮沸30分鐘，再用蒸餾水清洗2~3次，去除金剛石表面的油汙。

電鍍金剛石的工件也需要除油，通常將工件放入加有燒鹼的超聲波清洗機中，將水加熱融化燒鹼後清洗超聲波清洗30分鐘。

預鍍

為了讓金剛石與基體能夠牢固的結合，所以在電鍍金剛石之前就要在工件表面包裹電鍍層。（基體以碳鋼為多，也有用不鏽鋼板的，不鏽鋼是必須預鍍的，碳鋼不預鍍也行）

將電解液進行加熱到50℃，將工件放入通電的鍍槽中，金屬鎳與電鍍液發生反應後，鎳離子會沉積在工件表面，形成一層薄薄的電鍍層。

電鍍

要將金剛石沙粒包鑲在工件電鍍層上，通常有埋砂法和落砂法，落砂法每次只能完成一個面的上砂，所以比較適合單面電鍍金剛石的產品；而埋砂法是將需要電鍍金剛石的產品埋於金剛石砂粒之中，所以比較適合圓柱形或者不規則的產品。

但是它們的原理都是相同的，電鍍液和工件通電後，將金剛石砂粒堆積在預鍍好的工件上，在電場的作用下鎳會分解釋放出鎳原子，沉積在已經有金剛石砂粒的工件上，表面的金剛石會被逐漸包裹起來，形成金剛石鍍層。

水洗，烘乾

電鍍完成後要用清水將產品衝洗乾淨，因為金剛石砂粒之間會留下一些電鍍液體和金剛石砂粒；最後可通過熱風將產品表面的水分蒸發掉，一個電鍍金剛石產品就完成了。

電鍍金剛石和電鍍還是有區別的，通俗一點理解呢，就是用鎳把金剛石顆粒包裹在工件上，關鍵點小編覺得有三個。

前處理一定要做好，除油不乾淨會導致附著力不夠，

電流的大小影響非常大，電流過大容易燒焦，過小鍍不上。

電鍍的時間更是決定了產品的質量，比如需要把金剛石包裹到2/3是最佳狀態，時間短了沒包裹好金剛石容易脫落，時間久了包的太多，金剛石牢固了，但鋒利度沒有了，打磨效果下降了。

下面來看看電鍍金剛石放大後的畫面。

這是平板上的電鍍金剛石

這是圓棒上的電鍍金剛石

整個生產感覺就像炒菜一樣，火候是關鍵因素。

隨著工業的快速發展，製造技術的進步，各個行業對電鍍金剛石的需求越來越大，但對其要求基本上相同，即效率高、壽命長、磨削精度高。

要滿足這些要求，就需要鍍層金屬不僅要有較高的硬度、耐磨性，而且要求金剛石砂粒在基體各個部分要均勻分布，以免鍍層脫落使工具壽命縮短。