隨著工業生產的快速發展，被加工材料的硬度越來越高，普通的金屬磨削工具已經不能滿足需要，于是人們開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(dian)鍍金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石是(shi)用電(dian)鍍原(yuan)理，用鎳(nie)將金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石顆(ke)粒包(bao)鑲在(zai)工(gong)件上，金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石會被(bei)一部分(fen)包(bao)鑲在(zai)基(ji)體(ti)上，另(ling)一部分(fen)露(lu)在(zai)表面形成牢固耐磨(mo)的(de)工(gong)作層。電(dian)鍍金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石的(de)目(mu)的(de)，是(shi)通過在(zai)金(jin)(jin)屬工(gong)件表面包(bao)鑲致密的(de)金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石顆(ke)粒，以增加切割(ge)和打磨(mo)能力。

       一、電鍍金剛石的特點

       利用(yong)電鍍(du)金(jin)剛(gang)石(shi)制造(zao)出來的(de)產品，由工(gong)件(jian)和(he)金(jin)剛(gang)石(shi)鍍(du)層兩部分組成，所以這(zhe)種(zhong)電鍍(du)工(gong)藝，能夠制造(zao)出各種(zhong)結構不(bu)規則，大(da)小薄厚不(bu)同以及(ji)精(jing)度較高的(de)磨削工(gong)具(ju)。

       電(dian)(dian)鍍(du)金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石通常采用鎳作為金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石顆(ke)粒與(yu)基(ji)體的(de)(de)(de)結(jie)合(he)劑，會將金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石的(de)(de)(de)1/2或(huo)者(zhe)2/3牢(lao)牢(lao)包鑲在(zai)工件上，由于鍍(du)層(ceng)(ceng)非(fei)常堅硬，所以(yi)這種(zhong)電(dian)(dian)鍍(du)金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石耐磨(mo)性(xing)非(fei)常好，也較(jiao)不(bu)鍍(du)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石不(bu)容易脫落。且能長時間保(bao)持金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石顆(ke)粒的(de)(de)(de)鋒利度，使磨(mo)削(xue)效率明顯提高。

▲ 電鍍金(jin)剛石(shi)形貌

       電鍍金剛石在制造過程中采用的是通電后低溫沉積的工藝，由于整個過程沒用到高溫高壓，所以不會對金剛石本身產生碳化，這也保證了金剛石的質量不會降低，更利于提高磨削加工質量。
       二、金剛石電鍍的原理

       金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)在弱酸性溶液(ye)中(zhong)吸附H+，并在電場作用下向(xiang)陰(yin)(yin)極緩慢移動，最終吸附在陰(yin)(yin)極表(biao)(biao)面。這(zhe)樣當Ni2+、Co2+、Mn2+不斷(duan)在陰(yin)(yin)極表(biao)(biao)面吸附時，就把吸附在陰(yin)(yin)極表(biao)(biao)面的金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)不斷(duan)包裹(guo)起來(lai)，形成(cheng)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)復合鍍層(ceng)。

       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(xuan)外觀：在成本一定的(de)前提下，越純越好，純凈(jing)金剛石應(ying)是無色透明的(de)，而(er)實(shi)際上常(chang)因(yin)含有雜質和(he)缺陷(xian)而(er)顯黃(huang)綠色。在金相顯微鏡(jing)下觀察呈(cheng)八面(mian)體(ti)、菱形十二(er)面(mian)體(ti)、立方體(ti)及(ji)其聚合體(ti)。

       （2）選使(shi)(shi)用(yong)性能：按JB2808- 79部標，金剛(gang)石分為 JR1、JR2、JR、JR4 四個型(xing)號。標號越高(gao)，硬度(du)(du)越高(gao)，質(zhi)量越好(hao)，價格越貴，但并非(fei)越貴使(shi)(shi)用(yong)性能就越好(hao)。雖然JR4金剛(gang)石硬度(du)(du)最(zui)高(gao)，但鋒利度(du)(du)不如(ru) JR3金剛(gang)石，一般將兩者混合(he)使(shi)(shi)用(yong)，既能保持良好(hao)的使(shi)(shi)用(yong)性能，又能降低生產(chan)成(cheng)本。

       （3）選目數：根據電鍍金剛(gang)石工具的精(jing)度選擇(ze)合適目數的金剛(gang)石。

       2、磁選除雜

       因(yin)為(wei)人造(zao)金剛石合成過程中用到金屬觸媒，會有部(bu)分包裹體(ti)，故一般具有磁(ci)(ci)(ci)性(xing)，包裹體(ti)含量越高，磁(ci)(ci)(ci)性(xing)就越強(qiang)。磁(ci)(ci)(ci)性(xing)強(qiang)的金剛石，不僅雜(za)質(zhi)多、強(qiang)度低、耐(nai)熱性(xing)差，而(er)且由于磁(ci)(ci)(ci)性(xing)包裹體(ti)是導電，會使(shi)金剛石顆粒絕緣性(xing)變差，從而(er)對電鍍質(zhi)量產生不良影響，容易形成鎳(nie)瘤，因(yin)此不易選(xuan)用磁(ci)(ci)(ci)性(xing)大的金剛石。

      &nbsp;為了(le)避免磁(ci)(ci)性雜質的影響(xiang)，金剛(gang)石(shi)(shi)使用前最好(hao)在專(zhuan)業磁(ci)(ci)選機(ji)上(shang)進行(xing)磁(ci)(ci)選，將(jiang)磁(ci)(ci)性大的金剛(gang)石(shi)(shi)等雜質排除出去，以保(bao)證金剛(gang)石(shi)(shi)的純度(du)，從(cong)而保(bao)證電鍍金剛(gang)石(shi)(shi)的質量。

       3、除油

       金(jin)剛石和電鍍(du)工件一般都需要(yao)用(yong)工業堿(jian)除(chu)油后，用(yong)超(chao)聲波(bo)清(qing)洗。

       4、預(yu)鍍(du)

       為(wei)了讓(rang)金剛石(shi)(shi)與基(ji)體(ti)能夠牢(lao)固的(de)結合，在電鍍(du)金剛石(shi)(shi)之前(qian)就要(yao)在工件表面(mian)包裹電鍍(du)層。如果基(ji)體(ti)是不銹鋼(gang)，必須預鍍(du)，若基(ji)體(ti)是碳鋼(gang)則可以不預鍍(du)。

       電(dian)解液(ye)(ye)加(jia)熱到50℃，將(jiang)工件(jian)放入通(tong)電(dian)的(de)鍍槽中，金(jin)屬(shu)鎳(nie)與電(dian)鍍液(ye)(ye)發生(sheng)反應后(hou)，鎳(nie)離(li)子會沉(chen)積在(zai)工件(jian)表面，形成一層薄薄的(de)電(dian)鍍層。

       5、電鍍

&nbsp; &nbsp;    要將金(jin)剛石顆粒包鑲在(zai)工件(jian)電鍍層(ceng)上(shang)，通(tong)常(chang)有埋砂法和落砂法。

       落砂法每(mei)次(ci)完(wan)成一個面(mian)的上(shang)砂，比(bi)較適(shi)合單面(mian)電鍍(du)金剛石的產品；

       埋砂法(fa)是將需要電鍍(du)金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石的產品(pin)埋于金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石顆粒(li)之(zhi)中，所以比較(jiao)適合圓柱(zhu)形或者(zhe)其他不規則的產品(pin)。

       它們的(de)原理都是相同(tong)的(de)，電(dian)鍍(du)液和工件通電(dian)后，將(jiang)金剛石(shi)顆(ke)(ke)粒堆積(ji)在(zai)預鍍(du)好的(de)工件上(shang)，在(zai)電(dian)場的(de)作用下鎳會(hui)分(fen)解釋放出鎳原子，沉積(ji)在(zai)已經有金剛石(shi)顆(ke)(ke)粒的(de)工件上(shang)，表面的(de)金剛石(shi)會(hui)被逐漸包裹(guo)起來，形成金剛石(shi)鍍(du)層。

       6、水洗、烘干

       電鍍(du)(du)完(wan)成后(hou)，用清水(shui)將金(jin)剛石顆粒(li)之間留下的(de)一(yi)些(xie)電鍍(du)(du)液(ye)和金(jin)剛石顆粒(li)沖洗干凈，再通過熱風將產品表面(mian)的(de)水(shui)分蒸發掉，這樣一(yi)個電鍍(du)(du)金(jin)剛石產品就(jiu)完(wan)成了。

           四、需要注意的細節

       （1）除油處理(li)一定要做(zuo)到位，除油不干凈，會導致(zhi)鍍層附著(zhu)力不夠；

       （2）電(dian)流(liu)的(de)大小控制(zhi)好，電(dian)流(liu)過大容易(yi)燒焦(jiao)，電(dian)流(liu)過小鍍不(bu)上(shang)。

       （3）把握(wo)好電(dian)鍍的(de)時(shi)間(jian)，一般包裹到(dao)2/3是最佳狀(zhuang)態，時(shi)間(jian)短(duan)金(jin)剛石容易脫落(luo)，時(shi)間(jian)長(chang)了，不僅浪(lang)費成本，但金(jin)剛石鋒利度不夠，打磨(mo)效果(guo)適得其反。

       （4）金(jin)剛石顆(ke)粒在基體各個(ge)部分(fen)要分(fen)布(bu)均勻，以免鍍層(ceng)不均勻，使工具(ju)壽命縮短。

       由于這種電鍍金剛石能長時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、磨削精度高，廣泛應用于機械，玻璃以及建材等行業中。隨著工業的快速發展，制造技術的進步，各個行業對電鍍金剛石的需求將越來越大，故電鍍金剛石的研發及生產應該會是一個很有發展前途的項目，值得同行們去了解。

參考資料：《電鍍金剛(gang)石工(gong)具的制(zhi)備原(yuan)理及應用(yong)》