電鍍金剛石工具是指通過金屬電沉積的方法，使金剛石牢固地被胎體金屬包裹在基體（鋼或其它材料）上制作而成的一種金剛石工具，它廣泛應用于機械電子、玻璃、建材、石油鉆探等行業。隨著經濟的發展，科學技術的進步，不同的行業對電鍍金剛石工具的要求基本上是相同的，即效率高、壽命長、磨削精度高。要(yao)保證這(zhe)些特(te)(te)性(xing)(xing)，鍍層(ceng)(ceng)金屬(shu)(shu)不(bu)僅(jin)要(yao)有較(jiao)高的(de)(de)硬(ying)度、耐磨(mo)性(xing)(xing)，而且要(yao)求在(zai)基(ji)體(ti)各個部分(fen)(fen)(fen)要(yao)均勻分(fen)(fen)(fen)布(bu)，以免鍍層(ceng)(ceng)脫落(luo)使工具(ju)壽命(ming)縮短(duan)。在(zai)某些特(te)(te)殊行(xing)業，如(ru)磁性(xing)(xing)材料行(xing)業的(de)(de)強力(li)(li)磨(mo)削(xue)，進(jin)刀(dao)量都(dou)是(shi)控制在(zai)0.3mm左右；陶(tao)瓷行(xing)業的(de)(de)大(da)進(jin)刀(dao)量的(de)(de)干(gan)磨(mo)削(xue)等(deng)，對鍍層(ceng)(ceng)金屬(shu)(shu)與鋼(gang)基(ji)體(ti)的(de)(de)結合(he)力(li)(li)要(yao)求尤為(wei)苛刻(ke)。在(zai)電鍍金剛石工具(ju)的(de)(de)生產過(guo)程中，大(da)部分(fen)(fen)(fen)廠家(jia)都(dou)只注(zhu)意到了(le)鍍層(ceng)(ceng)金屬(shu)(shu)的(de)(de)種類、硬(ying)度、耐磨(mo)性(xing)(xing)，而往(wang)往(wang)忽視(shi)鍍層(ceng)(ceng)金屬(shu)(shu)與基(ji)體(ti)結合(he)力(li)(li)的(de)(de)問題。在(zai)實際使用過(guo)程中，鍍層(ceng)(ceng)脫落(luo)的(de)(de)現象屢見(jian)不(bu)鮮(xian)。本(ben)文就這(zhe)一(yi)問題進(jin)行(xing)了(le)原(yuan)因(yin)分(fen)(fen)(fen)析，并(bing)對解決措施略作(zuo)探討。

　　鍍層脫落的種類

　　電鍍(du)金(jin)(jin)剛石(shi)工具在使用(yong)過程中，由于使用(yong)條件如(ru)磨削力大小、溫升、工件的(de)撞擊等(deng)原(yuan)因，會(hui)造成含有(you)金(jin)(jin)剛石(shi)的(de)金(jin)(jin)屬鍍(du)層與鋼基體分離的(de)現(xian)(xian)象(xiang)，這就是鍍(du)層脫(tuo)落(luo)(luo)。鍍(du)層脫(tuo)落(luo)(luo)一(yi)般是局部脫(tuo)落(luo)(luo)，鍍(du)層一(yi)次性全剝離的(de)現(xian)(xian)象(xiang)少見。在實(shi)際使用(yong)過程中，鍍(du)層脫(tuo)落(luo)(luo)的(de)情形大致有(you)如(ru)下三種(zhong)：

　　（1）鍍(du)層(ceng)脫落至基(ji)體表面：即含金(jin)剛石的(de)金(jin)屬鍍(du)層(ceng)和(he)不(bu)含金(jin)剛石的(de)金(jin)屬底鍍(du)層(ceng)同時與鋼基(ji)體分離。

　　（2）層脫落至(zhi)金屬底(di)鍍(du)層：即不含(han)金剛(gang)石的金屬底(di)鍍(du)層與鋼基(ji)體(ti)未(wei)分(fen)離(li)，只(zhi)是含(han)金剛(gang)石的金屬鍍(du)層與金屬底(di)鍍(du)層剝離(li)。

　　（3）含(han)金(jin)剛(gang)石的(de)金(jin)屬(shu)鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)中鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)金(jin)屬(shu)層(ceng)(ceng)(ceng)狀(zhuang)分離：含(han)金(jin)剛(gang)石的(de)金(jin)屬(shu)鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)在(zai)(zai)使用過(guo)程中，與(yu)工(gong)件接觸部分的(de)鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)金(jin)屬(shu)不(bu)(bu)是正常磨(mo)耗，而是非(fei)正常地成片(pian)或(huo)粉(fen)末狀(zhuang)脫(tuo)(tuo)落(luo)(luo)，金(jin)剛(gang)石不(bu)(bu)是全(quan)部脫(tuo)(tuo)落(luo)(luo)，而是局(ju)部粒(li)狀(zhuang)脫(tuo)(tuo)落(luo)(luo)。這(zhe)種(zhong)現(xian)象(xiang)不(bu)(bu)易引起注意，造(zao)成的(de)后果是制品(pin)壽(shou)命(ming)較短(duan)，往往會給(gei)人一(yi)種(zhong)鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)金(jin)屬(shu)把持力或(huo)耐(nai)磨(mo)性不(bu)(bu)佳的(de)假象(xiang)。排除加(jia)厚時鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)燒焦和鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)金(jin)屬(shu)耐(nai)磨(mo)性差等因素，工(gong)具在(zai)(zai)正常使用過(guo)程中，金(jin)剛(gang)石顆粒(li)脫(tuo)(tuo)落(luo)(luo)直觀表現(xian)為工(gong)具表面有(you)連續成片(pian)較大的(de)孔(kong)洞時，應是此類鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)脫(tuo)(tuo)落(luo)(luo)。

　　鍍層脫落的原因

　　電鍍金剛(gang)石工(gong)具在(zai)制造過程中牽(qian)涉(she)多道工(gong)序(xu)，任何一道工(gong)序(xu)進行得(de)不充分，都會造成鍍層脫落。

　　鍍前處理的影響

　　鋼基體在進入電鍍槽之前的處理工序稱之為鍍前處理。鍍前處理包括：機械拋光、除油、浸蝕及活化(hua)等步驟。鍍前(qian)(qian)處(chu)理的目的是(shi)(shi)去除基(ji)(ji)體(ti)(ti)表面(mian)上的毛刺、油污、氧(yang)(yang)化(hua)膜、銹(xiu)和氧(yang)(yang)化(hua)皮，以暴露基(ji)(ji)體(ti)(ti)金(jin)屬(shu)使金(jin)屬(shu)晶(jing)格正常(chang)生長，形(xing)成(cheng)分(fen)子間(jian)的結(jie)合力。如果(guo)鍍前(qian)(qian)處(chu)理不好，基(ji)(ji)體(ti)(ti)表面(mian)有很薄(bo)的油膜和氧(yang)(yang)化(hua)膜，基(ji)(ji)體(ti)(ti)金(jin)屬(shu)的金(jin)屬(shu)晶(jing)格就(jiu)不能(neng)充分(fen)暴露，就(jiu)會妨礙鍍層金(jin)屬(shu)與基(ji)(ji)體(ti)(ti)金(jin)屬(shu)形(xing)成(cheng)分(fen)子間(jian)的結(jie)合力，僅(jin)僅(jin)是(shi)(shi)機械鑲嵌(qian)作(zuo)用，結(jie)合力差(cha)。因此，鍍前(qian)(qian)處(chu)理不良(liang)是(shi)(shi)造成(cheng)鍍層脫落的主要原因。

　　鍍液的影響

　　鍍(du)(du)液(ye)的配(pei)方直接影響(xiang)鍍(du)(du)層(ceng)金(jin)(jin)屬(shu)的種(zhong)類、硬度、耐磨性，配(pei)合不同的工(gong)藝參數(shu)還(huan)可控制(zhi)鍍(du)(du)層(ceng)金(jin)(jin)屬(shu)結(jie)晶的粗細(xi)、致密度以及鍍(du)(du)層(ceng)內應(ying)力的大(da)小。對于電鍍(du)(du)金(jin)(jin)剛石(shi)工(gong)具的生產(chan)而言，絕大(da)部分采用(yong)鎳或鎳-鈷(gu)合金(jin)(jin)，若不考慮鍍(du)(du)液(ye)雜質的影響(xiang)，影響(xiang)鍍(du)(du)層(ceng)脫落的因素有：

　　（1）內(nei)應(ying)(ying)力(li)的(de)影(ying)響(xiang)鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)內(nei)應(ying)(ying)力(li)是在(zai)電(dian)沉(chen)積過程中(zhong)產生的(de)，溶液中(zhong)的(de)添加劑(ji)及其分解產物和(he)氫氧化物均會增加內(nei)應(ying)(ying)力(li)。這種應(ying)(ying)力(li)是在(zai)電(dian)鍍(du)(du)(du)過程中(zhong)鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)受(shou)到(dao)一(yi)些沉(chen)積因素的(de)影(ying)響(xiang)，引起晶格(ge)缺陷所致。特別(bie)是某些金屬離子和(he)有機(ji)添加劑(ji)的(de)作用，會顯(xian)著增加鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)的(de)內(nei)應(ying)(ying)力(li)。鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)內(nei)應(ying)(ying)力(li)有宏觀(guan)應(ying)(ying)力(li)和(he)微觀(guan)應(ying)(ying)力(li)兩(liang)類。宏觀(guan)應(ying)(ying)力(li)表現(xian)在(zai)將(jiang)一(yi)金屬薄(bo)片進行單面(mian)電(dian)鍍(du)(du)(du)，薄(bo)片受(shou)鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)內(nei)應(ying)(ying)力(li)影(ying)響(xiang)而產生彎曲。微觀(guan)應(ying)(ying)力(li)則(ze)主要通過提高鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)硬度(du)表現(xian)出來(lai)。

　　宏觀應力(li)能引起(qi)鍍層在貯存、使(shi)用過程中產生氣泡(pao)、開裂、脫落等現象。

　　對于(yu)(yu)電鍍(du)(du)(du)鎳(nie)或(huo)鎳(nie)-鈷合金而(er)言，不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)鍍(du)(du)(du)液組成，內(nei)(nei)應(ying)(ying)力(li)相差懸殊，氯化物(wu)含量越(yue)高，內(nei)(nei)應(ying)(ying)力(li)越(yue)大。對于(yu)(yu)主鹽(yan)為硫酸鎳(nie)的(de)(de)(de)(de)鍍(du)(du)(du)液而(er)言，瓦特類(lei)鍍(du)(du)(du)液內(nei)(nei)應(ying)(ying)力(li)均小(xiao)于(yu)(yu)其他(ta)類(lei)鍍(du)(du)(du)液。通過添加有機光亮劑(ji)或(huo)應(ying)(ying)力(li)消除劑(ji)，可(ke)顯著減小(xiao)鍍(du)(du)(du)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)宏觀內(nei)(nei)應(ying)(ying)力(li)而(er)增加其微觀內(nei)(nei)應(ying)(ying)力(li)。不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)工藝(yi)組合，如(ru)電流密度、PH值、溫度，可(ke)以使同(tong)種鍍(du)(du)(du)液的(de)(de)(de)(de)鍍(du)(du)(du)層(ceng)具有不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)應(ying)(ying)力(li)。因此，要減少內(nei)(nei)應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)影響必須嚴格控制鍍(du)(du)(du)液的(de)(de)(de)(de)工藝(yi)范(fan)圍，這樣才能保證鍍(du)(du)(du)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)應(ying)(ying)力(li)在(zai)工藝(yi)要求的(de)(de)(de)(de)范(fan)圍內(nei)(nei)。

　　（2）析(xi)氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響在(zai)(zai)任(ren)何電鍍(du)液(ye)中(zhong)(zhong)，不(bu)論其PH值如何，由于水分子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)離解，永(yong)遠存在(zai)(zai)一定量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氫(qing)(qing)離子(zi)(zi)。因此，在(zai)(zai)條件適當(dang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下，無論在(zai)(zai)酸性(xing)、中(zhong)(zhong)性(xing)或堿(jian)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電解液(ye)中(zhong)(zhong)進行電鍍(du)，在(zai)(zai)陰(yin)極上(shang)與金(jin)屬(shu)析(xi)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)時(shi)，往往有氫(qing)(qing)氣析(xi)出。氫(qing)(qing)離子(zi)(zi)在(zai)(zai)陰(yin)極還原(yuan)后，一部分形(xing)成(cheng)氫(qing)(qing)氣逸出，一部分以原(yuan)子(zi)(zi)氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態滲入基體(ti)金(jin)屬(shu)及鍍(du)層中(zhong)(zhong)。使晶格(ge)扭曲，造成(cheng)很大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內應(ying)力，也使鍍(du)層顯著變形(xing)。此時(shi)，雖然從外觀(guan)上(shang)看不(bu)出缺陷，但它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)機械性(xing)能是不(bu)合格(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。工具在(zai)(zai)使用過程中(zhong)(zhong)，當(dang)周(zhou)圍介質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度升高時(shi)，聚集(ji)在(zai)(zai)基體(ti)金(jin)屬(shu)或鍍(du)層金(jin)屬(shu)內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)附氫(qing)(qing)會膨脹而使鍍(du)層產(chan)生鼓泡(pao)、脫落的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)現象。

　　電鍍鎳，陰(yin)極電流效率(lv)為95%時(shi)，只(zhi)有5%為析氫反應(ying)。但(dan)是若溫度過(guo)高，PH值(zhi)過(guo)低，各組分不當均會(hui)使析氫加劇。因此，如何控制(zhi)電鍍時(shi)的(de)(de)析氫反應(ying)以控制(zhi)鍍層內應(ying)力是一個值(zhi)得探討的(de)(de)問題。

　　電鍍過程的影響

　　若排除電鍍液的(de)成分及其他工藝控制方面的(de)影響(xiang)，電鍍過程中(zhong)的(de)斷(duan)電是造成鍍層脫(tuo)落的(de)一個重要原因(yin)。

　　電(dian)(dian)(dian)鍍(du)(du)(du)金(jin)(jin)剛(gang)石工(gong)具的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)鍍(du)(du)(du)生產過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)與其他類型(xing)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)鍍(du)(du)(du)有著(zhu)(zhu)較大的(de)(de)區別。電(dian)(dian)(dian)鍍(du)(du)(du)金(jin)(jin)剛(gang)石工(gong)具的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)鍍(du)(du)(du)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)包(bao)括空鍍(du)(du)(du)（打底）、上砂(sha)(sha)、加(jia)厚過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。在(zai)(zai)各個(ge)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中都存在(zai)(zai)著(zhu)(zhu)基體離(li)開鍍(du)(du)(du)液(ye)，即或長或短的(de)(de)斷(duan)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)可(ke)能。比(bi)如(ru)說空鍍(du)(du)(du)一(yi)定(ding)時(shi)間(jian)后，需觀(guan)察(cha)底鎳的(de)(de)質量及(ji)金(jin)(jin)剛(gang)石在(zai)(zai)基體上是否均勻分布(bu)；上述過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中若上砂(sha)(sha)有植(zhi)砂(sha)(sha)和卸砂(sha)(sha)步(bu)驟，卸砂(sha)(sha)有時(shi)需要離(li)開鍍(du)(du)(du)槽(cao)，在(zai)(zai)另一(yi)槽(cao)內(nei)進(jin)行；加(jia)厚過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中觀(guan)察(cha)金(jin)(jin)剛(gang)石覆(fu)蓋(gai)率是否到位等(deng)(deng)等(deng)(deng)。短時(shi)間(jian)斷(duan)電(dian)(dian)(dian)，對(dui)鍍(du)(du)(du)層(ceng)影響不大，若斷(duan)電(dian)(dian)(dian)時(shi)間(jian)過(guo)(guo)(guo)長，鍍(du)(du)(du)層(ceng)金(jin)(jin)屬(shu)表(biao)面就會在(zai)(zai)瞬間(jian)生成一(yi)層(ceng)致(zhi)密的(de)(de)氧化膜，使(shi)隨后進(jin)行的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)沉積金(jin)(jin)屬(shu)原子不能沿著(zhu)(zhu)原有的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)晶格生長，影響兩(liang)(liang)者的(de)(de)結合力(li)。工(gong)具在(zai)(zai)使(shi)用過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中，外(wai)作用力(li)大于這兩(liang)(liang)層(ceng)間(jian)的(de)(de)結合力(li)時(shi)，此兩(liang)(liang)層(ceng)之間(jian)的(de)(de)層(ceng)與層(ceng)的(de)(de)分離(li)是不可(ke)避免的(de)(de)。因(yin)此，采用更為合理(li)的(de)(de)工(gong)藝、工(gong)序(xu)也可(ke)減(jian)少鍍(du)(du)(du)層(ceng)脫(tuo)落現象的(de)(de)出現。

　　解決鍍層脫落的措施

　　針對上述鍍層脫落(luo)(luo)的原因，筆者認(ren)為可采取以下措施(shi)解決(jue)鍍層脫落(luo)(luo)的問題：

　　（1）強(qiang)化(hua)鍍前(qian)處理，盡可能完(wan)全去(qu)除基體表面上的毛刺、油污、氧化(hua)膜(mo)、銹和氧化(hua)皮(pi)，促使鍍層金(jin)(jin)屬晶格正常生長，提高鍍層金(jin)(jin)屬與基體金(jin)(jin)屬間的結(jie)合(he)力。

　　（2）優化鍍液(ye)配方和(he)電鍍工藝、采(cai)取帶(dai)電入(ru)槽，防止雙極性現象，對于(yu)形(xing)狀復雜的工件(jian)采(cai)用短時間大電流沖擊空鍍，以減少(shao)鍍層內應力和(he)析氫現象的影響，提高鍍層質(zhi)量。

　　（3）優化工(gong)藝、工(gong)序，減少卸(xie)砂(sha)時(shi)的斷(duan)電(dian)時(shi)間(jian)，甚至不斷(duan)電(dian)在原(yuan)上砂(sha)槽(cao)內卸(xie)砂(sha)、加厚(hou)或在一備用槽(cao)內帶(dai)電(dian)卸(xie)砂(sha)，以(yi)(yi)提高金(jin)剛石顆粒(li)與鍍(du)層(ceng)(ceng)間(jian)的結合力(li)。若(ruo)在加厚(hou)過(guo)程中遇停電(dian)現象，重(zhong)新加厚(hou)時(shi)，工(gong)件應放入電(dian)解液中進行陰極還原(yuan)，還原(yuan)后(hou)帶(dai)電(dian)入槽(cao)電(dian)鍍(du)以(yi)(yi)保證鍍(du)層(ceng)(ceng)結合力(li)。

　　結論

　　在電(dian)(dian)鍍(du)(du)金(jin)剛石工(gong)具的(de)生(sheng)產(chan)過程(cheng)中，在選定某一(yi)組成(cheng)的(de)鍍(du)(du)液配方時(shi)，除考慮鍍(du)(du)層(ceng)金(jin)屬的(de)硬度(du)、耐磨性(xing)外，還(huan)應(ying)(ying)充分(fen)注意鍍(du)(du)層(ceng)內(nei)應(ying)(ying)力(li)，定性(xing)測量鍍(du)(du)層(ceng)內(nei)應(ying)(ying)力(li)以及各(ge)種添加劑對內(nei)應(ying)(ying)力(li)的(de)影響。同(tong)時(shi)在生(sheng)產(chan)過程(cheng)中應(ying)(ying)充分(fen)重視鍍(du)(du)前處理的(de)各(ge)個步驟(zou)，生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)控制規范，確保(bao)鍍(du)(du)液潔凈、雜質(zhi)含量在工(gong)藝(yi)范圍(wei)內(nei)，只有這樣才能(neng)保(bao)證生(sheng)產(chan)出(chu)優質(zhi)、質(zhi)量穩定的(de)電(dian)(dian)鍍(du)(du)金(jin)剛石工(gong)具。