Elmasın Yüzey Metalizasyon Yöntemleri

Son yazımızda elmas yüzey metalleştirmenin sebebi ve prensibinden bahsetmiştik. Bu dönemde, başta kimyasal kaplama, tuz banyosu yöntemi, vakumlu buhar kaplama, toz kaplı sinterleme olmak üzere, yurtiçinde ve yurtdışında yaygın olarak kullanılan elmas yüzey metalleştirme yöntemlerinden bahsedeceğiz.

 

1. Kimyasal kaplama artı galvanik kaplama
Bu yöntem özellikle, elmasın mağazaya varmasını sağlamak için oksidasyon-indirgeme reaksiyonu yoluyla elmas yüzeyinde Ni, Co, Cu veya Ni-W, Co-W gibi metallerin ve diğer kompozit metallerin ilk önce biriktirilmesini ve ardından elektrolizle kaplanmasını ifade eder. gerekli kaplamayı elde edin. Elmas parçacıklarının kimyasal kaplama ve galvanik kaplama ürünleri genellikle yalnızca elmas parçacıklarının yüzey pürüzlülüğünü artırabilen, parçacıklar üzerindeki bağın fiziksel tutma kuvvetini geliştirebilen ve aynı zamanda kaplama yapabilen reçine bağlı aletler için kullanılır. Elmas parçacıklarının iç kusurlarını telafi eder, mekanik özelliklerini ve termal kararlılığını geliştirir.
Elmas yüzey üzerinde akımsız kaplama veya Ni, Co ve Cu kaplamanın metal bağlama araçlarına uygulanamayacağını belirtmekte fayda var. Ni-W ve Co-W alaşımları ile kaplanmış ürünler bile metal bağlama araçları için kullanılamaz çünkü Ni ve Co grafitleştirilmiş elementlerdir ve metalurjik bir bağlayıcı rol oynayamazlar.

2. Tuz banyosu yöntemi
Tuz banyosu kaplama, klorüre Ti veya Cr gibi metal tozu eklemek ve ardından elmas parçacıklarını karışık çözeltiye koymak ve çözeltiyi 850 derece ~ 1100 dereceye kadar ısıtmaktır. 1~2 saat tuz banyosu işleminden sonra, elmas yüzeyinde karşılık gelen karbür kaplama oluşur. Bu yöntemin ana avantajı, kaplamanın elmasla sıkı bir şekilde birleştirilmesidir; Dezavantajı ise kaplama sıcaklığının yüksek olması, kaplamadan sonra elması tuz banyosundan ayırma işleminin karmaşık olması ve kaplama maliyetinin yüksek olmasıdır.

3. Vakum kaplama
Testere bıçakları ve jeolojik uçlar gibi metal bağlı elmas aletler için kullanılan elmas yüzey, Ti, cr, Mo, w, V vb. gibi güçlü karbür oluşturucu elementlerle kaplanmalıdır. Bu metaller genellikle elmas üzerinde biriktirilir vakumlu kaplama ile yüzey, ancak bu yöntem vakum ekipmanı gerektirir ve süreç karmaşıktır. Şu anda, yurtiçinde ve yurtdışında yaygın olarak kullanılan vakumlu kaplama teknolojileri şunları içerir:
(1) Vakum Fiziksel Buhar Biriktirme (PVD)
Vakumlu fiziksel buhar biriktirme, hedef metali atomlara, moleküllere veya iyonlara vakumlamak ve bunları doğrudan kaplama parçasının yüzeyinde biriktirmek için vakumlu buharlaştırma kaplayıcı, magnetron püskürtme kaplayıcı veya iyon ışını kaplayıcı ve diğer ekipmanların kullanılması anlamına gelir. Kaplama sırasındaki farklı gazlaştırma yöntemlerine göre, yöntem vakumlu buharlaştırma kaplaması, vakumlu püskürtme kaplaması ve vakumlu iyon kaplaması olarak ayrılabilir.
Bununla birlikte, bu yöntemin, düşük tek kaplama miktarı, düzgün olmayan kaplama, kolay gözden kaçırılan kaplama, kaplama ile elmas arasında fiziksel yapışma, kimyasal metalurji kombinasyonu olmaması vb. gibi bazı dezavantajları vardır; En iyi kaplama yapısını elde etmek için tekrarlanan kaplama nedeniyle endüstriyel uygulamayı gerçekleştirmek zordur.
(2) Vakumlu kimyasal buhar biriktirme (CVD)
Kimyasal buhar biriktirme (CVP), gaz halindeki maddelerin belirli basınç, sıcaklık ve zaman koşulları altında katı yüzeyler üzerinde kimyasal reaksiyona girmesiyle kaplamaların oluşmasıdır. CVD genel olarak, kaplanmış metalin gaz halindeki bileşiklerinin (halojenürler, vb.) kaplanmış parçanın reaksiyon odasına verilmesini ve kaplamayı oluşturmak için iş parçasıyla temasın termal ayrışmasını veya kimyasal sentezini ifade eder.
Bununla birlikte, bu yöntemin reaksiyon sıcaklığı genellikle 900 ~ 1200 derece kadar yüksektir ve bu da elmasa zarar vermesi kolaydır; PVD gibi, reaktif gaz fazının biriken parçacıklara nüfuz etmesi zordur, tek kaplama miktarı düşüktür ve maliyeti yüksektir.

4. Toz kaplı sinterleme
Elmas yüzeyinde karbür veya metal tabakası oluşturmak için yüksek sıcaklıkta metal tozu ile elmas arasındaki temas reaksiyonunun kullanılması, toz kaplı sinterleme yöntemi veya katı toz temas reaksiyonu yöntemi olarak adlandırılır. Kaplamanın oluşumu aslında toz içerisindeki metal oksitlerin (WO3, WO2, MoO3, MoO2 gibi) yüksek sıcaklıkta uçucu olması ve elmas yüzeyindeki karbon atomları ile reaksiyona girerek karbürleri oluşturmasıdır.
Bu yöntem tek kaplama miktarını artırabilse de, kaplama sıcaklığı genellikle 850 dereceden yüksek olduğu için elmas oksitlenecek ve basınç dayanımı azalacaktır. Gerçek uygulama sonuçları, elmas alet performansının iyileştirilmesinin açık olmadığını göstermektedir.