电镀工艺要点项目镀底层上砂加厚电流密度(A/dm2)1.00.51.5时间(min)20601802.3磨削加工分别用经活化处理和未经活化处理的立方氮化硼制作电镀磨头,用PhilipsXL30型扫描电子显微镜观察它们的表面形貌。在万能工具铣床上磨削加工导位板端面。导位板材质为高温耐磨钢,牌号为ZGCr26Ni7MoVTiRE.其主要性能为:抗拉强度800MPa;伸长率3%;硬度HRC54-58.导位板的显微组织为奥氏体+马氏体+碳化物。磨头的转速为1300r/min.以磨削力急剧增加、磨头进刀困难时,为电镀立方氮化硼磨头的耐用度。计算磨头耐用度期间的耐磨钢材料的去除体积。
结果与讨论立方氮化硼与镀层的结合表示所制备的电镀立方氮化硼耐磨锤头中,未经活化处理的立方氮化硼与镀层的结合状况。从可以看出,未经活化处理的立方氮化硼颗粒与镀层之间有一条明显的界线,这表明镀层与立方氮化硼之间既没有化学型的结合,也没有焊合作用,只是简单的机械包镶,这就会降低电镀立方氮化硼工具的使用寿命及性能。未经活化处理的立方氮化硼与镀层的结合经活化处理的立方氮化硼与镀层的结合表示所制备的电镀立方氮化硼磨头中,经过活化处理的立方氮化硼与镀层的结合状况。从可以看出,经活化处理的立方氮化硼与镀层之间出现一些分散的镍钴连接点,生长在它们的结合面上,如中箭头所示。镀层与立方氮化硼之间通过镍钴连接点形成较牢固的结合,从而加强了镀层对立方氮化硼颗粒的把持力,减少了立方氮化硼的脱落。
氮原子杂化后,其中一个sp3杂化轨道的电子是成对电子;硼原子杂化后,有一个轨道上无电子,称空位。氮的成对电子进入硼的空位,形成了由氮原子单方贡献一对电子的NB配位键。在立方氮化硼的内部,硼和氮的每个原子上都平均占有四个电子,化学价达到饱和,没有余键。而在立方氮化硼表面上,硼原子除与内部的氮原子相结合外,无自由电子,即有一个sp3杂化空轨道;氮原子除与内部的硼原子相结合外,尚有两个电子在一个sp3杂化轨道之内,这样在表面的氮、硼原子因失去相邻原子而形成断键。
虽然目前可以实现立方氮化硼表面的金属化,如表面镀钛、镍和铜等,但表面镀覆的立方氮化硼主要用于树脂结合剂和烧结类的工具制造,而不能应用于电镀工具。因为,镀覆的立方氮化硼表面全部金属化,成为导电颗粒,在电镀过程中,由于尖端放电效应会使复合镀层不合格。立方氮化硼经活化处理后,在表面形成的是分散钯质点,这些钯质点在与镀层接触以前构不成阴极,不参与电结晶过程,如。因此,在电镀过程中,经活化处理的立方氮化硼不会产生尖端放电效应。
结论(1)制作立方氮化硼电镀工具时,对立方氮化硼进行活化处理,可以使立方氮化硼与镀层形成牢固连接,提高镀层与立方氮化硼的结合性能。(2)采用经活化处理的立方氮化硼制作电镀工具,可明显提高电镀立方氮化硼工具的磨削性能和使用寿命。(3)采用立方氮化硼活化方法制作电镀立方氮化硼工具,可保持原有的电镀设备和工艺规范,电镀立方氮化硼工具的制作成本无显著提高,是一种可用于实际生产的技术。

















