8
为了解金属结合剂与金刚石间界面的结合状态,用SEM 观测了铁基结合剂金刚石节块经抗弯强度测试断裂后的断面形貌。金刚石表面有很多坑点,而且金刚石表面有片状脱落现象,界面间存在明显的沟槽,说明未镀金刚石与结合剂的结合状态较差。这是因为金刚石是非金属,与结合剂金属之间有较高的界面能,金刚石不能被结合剂金属浸润,因而金刚石与结合剂金属之间的结合状况为机械包镶。而在图6b 中可以看出金刚石表面比较光滑,金刚石与结合剂之间结合紧密,断口处金刚石表面粘有结合剂,金刚石表面未发现片状脱落现象。
镀钛:一种通用涂层加工工艺,金属表面涂层TiN后,稳定性非常好,摩擦大大的降低,另外,其非常有吸引力的金色表面及高耐磨性通常用于装饰行业;其高热稳定性及化学惰性的原因,广泛用于医疗及食品行业。
若金刚石表面没有镀覆层,高温烧结时铁合金中的元素会对金刚石表面产生较严重的化学侵蚀(如使金刚石表面石墨化),从而影响结合剂对它的把持力和金刚石的强度。金刚石表面镀钛后,依靠镀钛层的中介作用,结合剂牢牢地把持着金刚石。这说明使用镀钛金刚石能够改善铁基结合剂与金刚石界面的结合状况,增强了结合剂对金刚石的把持力[8]。铜基结合剂与金刚石的结合与此类似 [5] 。
镀钛工艺有:真空镀膜和喷涂工艺等
真空镀膜包括:磁控溅射法,电弧离子镀法等,如果在镀膜过程中通入氮气可以形成氮化钛,镀层颜色金,否则白色。该方法镀层薄,一般在15个微米左右,镀层光亮不需要后续加工。喷涂的方法有冷喷涂法。涂层很厚可以达到毫米量级,表面粗糙需要后续加工
碳化钛与氮化钛镀层的区别:颜色不同,碳化钛(黑色)氮化钛(金色)硬度不同,碳化钛比氮化钛硬度高,但抗高温氧化性能碳化钛不如氮化钛,因此出碳氮化钛膜。近些年还比较流行的有氮化钛铝,氮化铬膜等。在工艺上碳化钛比氮化钛工艺难一些,控制范围更窄。以上的两种镀层工艺已经非常成熟,分装饰镀和刀具镀,装饰镀一般很薄不**过1微米,工具镀要求较厚3-5微米。