उत्पादन क्षेत्रात उच्च-स्तरीय परिवर्तन होत असताना, स्वच्छ ऊर्जा, सेमीकंडक्टर आणि फोटोव्होल्टेइक उद्योगाच्या जलद विकासामुळे उच्च कार्यक्षमता आणि उच्च अचूक प्रक्रिया क्षमता असलेल्या डायमंड टूल्सची मागणी वाढत आहे. परंतु, कृत्रिम डायमंड पावडर हा सर्वात महत्त्वाचा कच्चा माल असूनही, डायमंड आणि मॅट्रिक्सची पकड शक्ती मजबूत नसल्यामुळे सुरुवातीच्या काळातच कार्बाइड टूल्सचे आयुष्य कमी होते. या समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी, उद्योगात सामान्यतः डायमंड पावडरवर धातूच्या पदार्थांचे पृष्ठभाग लेपन केले जाते, जेणेकरून पृष्ठभागाची वैशिष्ट्ये सुधारता येतील, टिकाऊपणा वाढवता येईल आणि परिणामी टूलची एकूण गुणवत्ता सुधारता येईल.
डायमंड पावडर पृष्ठभाग लेपन पद्धती अनेक आहेत, ज्यात केमिकल प्लेटिंग, इलेक्ट्रोप्लेटिंग, मॅग्नेट्रॉन स्पटरिंग प्लेटिंग, व्हॅक्यूम इव्हॅपोरेशन प्लेटिंग, हॉट बर्स्ट रिॲक्शन इत्यादींचा समावेश आहे. यापैकी केमिकल प्लेटिंग आणि प्लेटिंग ही एक प्रगत प्रक्रिया असून, यात एकसमान लेपन होते, लेपनाची रचना आणि जाडी अचूकपणे नियंत्रित करता येते, तसेच गरजेनुसार लेपन करण्याचा फायदा मिळतो. त्यामुळे या दोन्ही पद्धती उद्योगात सर्वाधिक वापरल्या जाणाऱ्या तंत्रज्ञानांपैकी एक बनल्या आहेत.
१. रासायनिक प्लेटिंग
डायमंड पावडर केमिकल कोटिंग म्हणजे प्रक्रिया केलेली डायमंड पावडर केमिकल कोटिंग सोल्युशनमध्ये टाकणे आणि त्या सोल्युशनमधील रिड्यूसिंग एजंटच्या क्रियेद्वारे मेटल आयन जमा करून एक दाट मेटल कोटिंग तयार करणे. सध्या, सर्वात जास्त वापरले जाणारे डायमंड केमिकल प्लेटिंग म्हणजे केमिकल निकेल प्लेटिंग-फॉस्फरस (Ni-P) बायनरी अलॉय, ज्याला सामान्यतः केमिकल निकेल प्लेटिंग म्हटले जाते.
०१ रासायनिक निकेल प्लेटिंग द्रावणाची रचना
रासायनिक प्लेटिंग द्रावणाच्या रचनेचा त्याच्या रासायनिक अभिक्रियेच्या सुरळीत प्रक्रियेवर, स्थिरतेवर आणि लेपाच्या गुणवत्तेवर निर्णायक प्रभाव असतो. त्यात सामान्यतः मुख्य क्षार, क्षपणकारक, संकुलक, बफर, स्थिरीकरणकारक, त्वरक, पृष्ठक्रियाकारक आणि इतर घटक असतात. सर्वोत्तम लेप परिणाम साधण्यासाठी प्रत्येक घटकाचे प्रमाण काळजीपूर्वक समायोजित करणे आवश्यक असते.
१, मुख्य क्षार: सामान्यतः निकेल सल्फेट, निकेल क्लोराईड, निकेल अमिनो सल्फॉनिक ऍसिड, निकेल कार्बोनेट इत्यादी, याची मुख्य भूमिका निकेलचा स्रोत प्रदान करणे आहे.
२. क्षपणकारक: हा प्रामुख्याने अणू हायड्रोजन पुरवतो, प्लेटिंग द्रावणातील Ni2+ चे Ni मध्ये क्षपण करतो आणि ते हिऱ्याच्या कणांच्या पृष्ठभागावर जमा करतो, जो प्लेटिंग द्रावणातील सर्वात महत्त्वाचा घटक आहे. उद्योगात, तीव्र क्षपण क्षमता, कमी किंमत आणि चांगली प्लेटिंग स्थिरता असलेला सोडियम सेकंडरी फॉस्फेट प्रामुख्याने क्षपणकारक म्हणून वापरला जातो. ही क्षपण प्रणाली कमी आणि उच्च तापमानात रासायनिक प्लेटिंग साध्य करू शकते.
३, कॉम्प्लेक्स एजंट: कोटिंग सोल्यूशनमध्ये अवक्षेपण घडवून आणणे, कोटिंग सोल्यूशनची स्थिरता वाढवणे, प्लेटिंग सोल्यूशनचे सेवा आयुष्य वाढवणे, निकेलच्या निक्षेपणाचा वेग सुधारणे, कोटिंग लेयरची गुणवत्ता सुधारणे, यासाठी सामान्यतः सक्सिनिन ऍसिड, सायट्रिक ऍसिड, लॅक्टिक ऍसिड आणि इतर सेंद्रिय ऍसिड आणि त्यांचे क्षार वापरले जातात.
४. इतर घटक: स्टॅबिलायझर प्लेटिंग सोल्युशनचे विघटन रोखू शकतो, परंतु तो रासायनिक प्लेटिंग प्रतिक्रियेवर परिणाम करत असल्याने, त्याचा वापर माफक प्रमाणात करणे आवश्यक आहे; बफर रासायनिक निकेल प्लेटिंग प्रतिक्रियेदरम्यान H+ तयार करून pH ची सतत स्थिरता सुनिश्चित करतो; सर्फॅक्टंट कोटिंगची सच्छिद्रता कमी करू शकतो.
०२ रासायनिक निकेल-प्लेटिंग प्रक्रिया
सोडियम हायपोफॉस्फेट प्रणालीच्या रासायनिक प्लेटिंगसाठी मॅट्रिक्समध्ये विशिष्ट उत्प्रेरक क्रियाशीलता असणे आवश्यक असते, आणि हिऱ्याच्या पृष्ठभागावर स्वतःहून उत्प्रेरक क्रियाशीलतेचे केंद्र नसते, म्हणून हिऱ्याच्या पावडरचे रासायनिक प्लेटिंग करण्यापूर्वी त्यावर पूर्व-उपचार करणे आवश्यक असते. रासायनिक प्लेटिंगच्या पारंपरिक पूर्व-उपचार पद्धतीमध्ये तेल काढणे, पृष्ठभाग खडबडीत करणे, संवेदनशीलता वाढवणे आणि सक्रिय करणे यांचा समावेश होतो.
(१) तेल काढणे, खडबडीत करणे: तेल काढणे हे प्रामुख्याने डायमंड पावडरच्या पृष्ठभागावरील तेल, डाग आणि इतर सेंद्रिय प्रदूषक काढून टाकण्यासाठी केले जाते, जेणेकरून त्यानंतरच्या कोटिंगचे घट्ट फिटिंग आणि चांगली कामगिरी सुनिश्चित करता येईल. खडबडीत करण्यामुळे डायमंडच्या पृष्ठभागावर काही लहान खड्डे आणि भेगा तयार होऊ शकतात, ज्यामुळे डायमंडच्या पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा वाढतो. हे केवळ त्या ठिकाणी धातूच्या आयनांच्या अधिशोषणासाठी अनुकूल नाही, तर त्यानंतरच्या केमिकल प्लेटिंग आणि इलेक्ट्रोप्लेटिंगला सुलभ करते. तसेच, यामुळे डायमंडच्या पृष्ठभागावर पायऱ्या तयार होतात, ज्यामुळे केमिकल प्लेटिंग किंवा इलेक्ट्रोप्लेटिंगद्वारे धातूच्या निक्षेपण थराच्या वाढीसाठी अनुकूल परिस्थिती निर्माण होते.
सामान्यतः, तेल काढण्याच्या टप्प्यात NaOH आणि इतर अल्कधर्मी द्रावणांचा वापर केला जातो, आणि पृष्ठभाग खडबडीत करण्याच्या टप्प्यात, हिऱ्याचा पृष्ठभाग कोरण्यासाठी नायट्रिक ऍसिड आणि इतर आम्लधर्मी द्रावणांचा वापर केला जातो. याव्यतिरिक्त, हे दोन्ही टप्पे अल्ट्रासोनिक क्लीनिंग मशीनसोबत वापरले पाहिजेत, ज्यामुळे हिऱ्याच्या पावडरमधील तेल काढण्याची आणि पृष्ठभाग खडबडीत करण्याची कार्यक्षमता सुधारते, या प्रक्रियेतील वेळ वाचतो, आणि तेल काढण्याचा व पृष्ठभाग खडबडीत करण्याचा परिणाम सुनिश्चित होतो.
(२) संवेदनशीलता आणि सक्रियकरण: संवेदनशीलता आणि सक्रियकरण प्रक्रिया ही संपूर्ण रासायनिक प्लेटिंग प्रक्रियेतील सर्वात महत्त्वाची पायरी आहे, जी रासायनिक प्लेटिंग करता येईल की नाही याच्याशी थेट संबंधित आहे. संवेदनशीलता म्हणजे स्व-उत्प्रेरक क्षमता नसलेल्या डायमंड पावडरच्या पृष्ठभागावर सहज ऑक्सिडाइज होणारे पदार्थ शोषून घेणे. सक्रियकरण म्हणजे निकेल कणांच्या रिडक्शनवर हायपोफॉस्फोरिक ॲसिडचे ऑक्सिडेशन आणि उत्प्रेरक सक्रिय धातू आयन (जसे की पॅलेडियम धातू) शोषून घेणे, जेणेकरून डायमंड पावडरच्या पृष्ठभागावर कोटिंग जमा होण्याचा दर वाढवता येईल.
सर्वसाधारणपणे, संवेदीकरण आणि सक्रियकरण उपचाराचा कालावधी खूप कमी असल्यास, हिऱ्याच्या पृष्ठभागावर पॅलेडियम धातूचे बिंदू कमी तयार होतात, लेपाचे शोषण अपुरे राहते, लेपाचा थर सहजपणे गळून पडतो किंवा पूर्ण लेप तयार होण्यास अडचण येते, आणि उपचाराचा कालावधी खूप जास्त असल्यास, पॅलेडियम बिंदू वाया जातात, म्हणून, संवेदीकरण आणि सक्रियकरण उपचारासाठी सर्वोत्तम वेळ २०~३० मिनिटे आहे.
(3) रासायनिक निकेल प्लेटिंग: रासायनिक निकेल प्लेटिंग प्रक्रियेवर केवळ कोटिंग द्रावणाच्या रचनेचाच नव्हे, तर कोटिंग द्रावणाचे तापमान आणि पीएच मूल्याचाही परिणाम होतो. पारंपरिक उच्च तापमान रासायनिक निकेल प्लेटिंगमध्ये, साधारणपणे तापमान ८०~८५℃ असते. ८५℃ पेक्षा जास्त तापमानामुळे प्लेटिंग द्रावणाचे विघटन होण्याची शक्यता असते, तर ८५℃ पेक्षा कमी तापमानात अभिक्रियेचा वेग अधिक असतो. पीएच मूल्याबद्दल बोलायचे झाल्यास, पीएच वाढल्याने कोटिंग जमा होण्याचा दर वाढतो, परंतु पीएचमुळे निकेल क्षारांचे अवक्षेप तयार होऊन रासायनिक अभिक्रियेचा वेग मंदावतो. त्यामुळे, रासायनिक निकेल प्लेटिंगच्या प्रक्रियेत रासायनिक प्लेटिंग द्रावणाची रचना आणि प्रमाण, रासायनिक प्लेटिंग प्रक्रियेची परिस्थिती, रासायनिक कोटिंग जमा होण्याचा दर, कोटिंगची घनता, कोटिंगचा गंज-प्रतिरोध, कोटिंग घनतेची पद्धत आणि कोटिंग डायमंड पावडर यांचे अनुकूलन करून औद्योगिक विकासाची मागणी पूर्ण केली जाते.
याव्यतिरिक्त, एकाच लेपामुळे आदर्श जाडी साधता येत नाही आणि त्यात बुडबुडे, बारीक छिद्रे व इतर दोष असू शकतात, म्हणून लेपाची गुणवत्ता सुधारण्यासाठी आणि लेपित हिऱ्याच्या पावडरचे विखुरणे वाढवण्यासाठी अनेक लेप दिले जाऊ शकतात.
२. इलेक्ट्रो निकेलिंग
डायमंड केमिकल निकेल प्लेटिंगनंतरच्या कोटिंग लेयरमध्ये फॉस्फरसच्या उपस्थितीमुळे विद्युत वाहकता कमी होते, ज्यामुळे डायमंड टूलच्या सँड लोडिंग प्रक्रियेवर (मॅट्रिक्सच्या पृष्ठभागावर डायमंडचे कण स्थिर करण्याची प्रक्रिया) परिणाम होतो. म्हणून, निकेल प्लेटिंगच्या पद्धतीत फॉस्फरस नसलेला प्लेटिंग लेयर वापरला जाऊ शकतो. विशिष्ट प्रक्रिया अशी आहे की, डायमंड पावडर निकेल आयन असलेल्या कोटिंग द्रावणात टाकली जाते, डायमंडचे कण पॉवर निगेटिव्ह इलेक्ट्रोडच्या संपर्कात येऊन कॅथोड बनतात, तर प्लेटिंग द्रावणात बुडवलेला निकेल धातूचा ब्लॉक पॉवर पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोडला जोडून ॲनोड बनतो. इलेक्ट्रोलाइटिक क्रियेद्वारे, कोटिंग द्रावणातील मुक्त निकेल आयन डायमंडच्या पृष्ठभागावरील अणूंमध्ये रूपांतरित होतात आणि हे अणू कोटिंगमध्ये वाढतात.
०१ प्लेटिंग द्रावणाची रचना
केमिकल प्लेटिंग सोल्युशनप्रमाणेच, इलेक्ट्रोप्लेटिंग सोल्युशन प्रामुख्याने इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्रक्रियेसाठी आवश्यक धातू आयन पुरवते आणि आवश्यक धातूचा थर मिळवण्यासाठी निकेलच्या निक्षेपण प्रक्रियेवर नियंत्रण ठेवते. याच्या मुख्य घटकांमध्ये मुख्य क्षार, ॲनोड सक्रिय घटक, बफर घटक, ॲडिटिव्ह्ज इत्यादींचा समावेश असतो.
(1) मुख्य क्षार: प्रामुख्याने निकेल सल्फेट, निकेल अमिनो सल्फोनेट इत्यादींचा वापर केला जातो. सामान्यतः, मुख्य क्षाराची सांद्रता जितकी जास्त असते, तितके प्लेटिंग द्रावणात विसरण जलद होते, विद्युत प्रवाहाची कार्यक्षमता आणि धातूच्या निक्षेपणाचा दर जास्त असतो, परंतु लेपनाचे कण जाडसर होतात, आणि मुख्य क्षाराची सांद्रता कमी झाल्यास, लेपनाची वाहकता खराब होते आणि त्यावर नियंत्रण ठेवणे कठीण होते.
(2) ॲनोड सक्रियक: ॲनोडचे निष्क्रियीकरण सहज होत असल्यामुळे, त्याची चालकता कमी होते, ज्यामुळे विद्युत प्रवाहाच्या वितरणाच्या एकसमानतेवर परिणाम होतो, म्हणून ॲनोड सक्रियतेला चालना देण्यासाठी आणि ॲनोड निष्क्रियीकरणाची विद्युत प्रवाह घनता सुधारण्यासाठी ॲनोडिक सक्रियक म्हणून निकेल क्लोराईड, सोडियम क्लोराईड आणि इतर घटक जोडणे आवश्यक आहे.
(3) बफर एजंट: रासायनिक प्लेटिंग द्रावणाप्रमाणेच, बफर एजंट प्लेटिंग द्रावण आणि कॅथोड pH यांची सापेक्ष स्थिरता टिकवून ठेवतो, जेणेकरून ते इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्रक्रियेच्या स्वीकार्य मर्यादेत चढ-उतार करू शकेल. सामान्य बफर एजंटमध्ये बोरिक ॲसिड, ॲसिटिक ॲसिड, सोडियम बायकार्बोनेट इत्यादींचा समावेश होतो.
(4) इतर अॅडिटिव्ह्ज: कोटिंगच्या आवश्यकतेनुसार, कोटिंगची गुणवत्ता सुधारण्यासाठी योग्य प्रमाणात ब्राईट एजंट, लेव्हलिंग एजंट, वेटिंग एजंट आणि मिसलेनियस एजंट आणि इतर अॅडिटिव्ह्ज घाला.
०२ डायमंड इलेक्ट्रोप्लेटेड निकेल फ्लो
१. प्लेटिंगपूर्वीची पूर्व-प्रक्रिया: हिरा अनेकदा विद्युतवाहक नसतो, आणि इतर कोटिंग प्रक्रियेद्वारे त्यावर धातूचा थर चढवणे आवश्यक असते. धातूचा थर पूर्व-लेपित करून तो जाड करण्यासाठी अनेकदा रासायनिक प्लेटिंग पद्धत वापरली जाते, त्यामुळे रासायनिक कोटिंगच्या गुणवत्तेचा प्लेटिंग थराच्या गुणवत्तेवर काही प्रमाणात परिणाम होतो. सर्वसाधारणपणे, रासायनिक प्लेटिंगनंतरच्या कोटिंगमधील फॉस्फरसच्या प्रमाणाचा कोटिंगच्या गुणवत्तेवर मोठा परिणाम होतो, आणि जास्त फॉस्फरस असलेल्या कोटिंगमध्ये आम्लयुक्त वातावरणात तुलनेने चांगली क्षरण-प्रतिरोधकता असते, परंतु कोटिंगच्या पृष्ठभागावर अधिक उंचवटे, जास्त खडबडपणा असतो आणि त्यात चुंबकीय गुणधर्म नसतात; मध्यम फॉस्फरस असलेल्या कोटिंगमध्ये क्षरण-प्रतिरोधकता आणि झीज-प्रतिरोधकता दोन्ही असतात; तर कमी फॉस्फरस असलेल्या कोटिंगमध्ये तुलनेने चांगली विद्युतवाहकता असते.
याव्यतिरिक्त, डायमंड पावडरच्या कणांचा आकार जितका लहान असतो, तितके त्याचे विशिष्ट पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ जास्त असते. कोटिंग करताना, ते प्लेटिंग द्रावणात सहज तरंगते, ज्यामुळे गळती, प्लेटिंग आणि कोटिंगचा थर सैल होण्याची समस्या निर्माण होते. प्लेटिंग करण्यापूर्वी, डायमंड पावडरची चालकता आणि घनता नियंत्रित करून, P चे प्रमाण आणि कोटिंगची गुणवत्ता नियंत्रित करणे आवश्यक आहे, जेणेकरून पावडर सहज तरंगणार नाही.
२, निकेल प्लेटिंग: सध्या, डायमंड पावडर प्लेटिंगमध्ये बहुतेकदा रोलिंग कोटिंग पद्धतीचा अवलंब केला जातो. यामध्ये, बाटलीमध्ये योग्य प्रमाणात इलेक्ट्रोप्लेटिंग द्रावण टाकले जाते आणि त्यात ठराविक प्रमाणात कृत्रिम डायमंड पावडर टाकली जाते. बाटली फिरवून, बाटलीतील डायमंड पावडरला गोल फिरवले जाते. त्याच वेळी, पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोड निकेल ब्लॉकला आणि निगेटिव्ह इलेक्ट्रोड कृत्रिम डायमंड पावडरला जोडलेला असतो. विद्युत क्षेत्राच्या प्रभावाखाली, प्लेटिंग द्रावणातील मुक्त निकेल आयन कृत्रिम डायमंड पावडरच्या पृष्ठभागावर धातू निकेल तयार करतात. तथापि, या पद्धतीमध्ये कमी कोटिंग कार्यक्षमता आणि असमान कोटिंगच्या समस्या आहेत, त्यामुळे रोटेटिंग इलेक्ट्रोड पद्धत अस्तित्वात आली.
रोटेटिंग इलेक्ट्रोड पद्धतीमध्ये डायमंड पावडर प्लेटिंगमध्ये कॅथोड फिरवला जातो. यामुळे इलेक्ट्रोड आणि डायमंड कणांमधील संपर्क क्षेत्र वाढते, कणांमधील एकसमान वाहकता वाढते, कोटिंगमधील असमानतेची समस्या सुधारते आणि डायमंड निकेल प्लेटिंगची उत्पादन क्षमता वाढते.
संक्षिप्त सारांश
डायमंड टूल्सचा मुख्य कच्चा माल म्हणून, डायमंड मायक्रोपावडरच्या पृष्ठभागाचे सुधारण करणे हे मॅट्रिक्स नियंत्रण शक्ती वाढवण्यासाठी आणि टूल्सचे सेवा आयुष्य सुधारण्यासाठी एक महत्त्वाचे साधन आहे. डायमंड टूल्सचा सँड लोडिंग दर सुधारण्यासाठी, डायमंड मायक्रोपावडरच्या पृष्ठभागावर सामान्यतः निकेल आणि फॉस्फरसचा एक थर चढवला जातो, ज्यामुळे त्याला एक विशिष्ट चालकता प्राप्त होते, आणि नंतर निकेल प्लेटिंगद्वारे हा थर जाड करून चालकता वाढवली जाते. तथापि, हे लक्षात घेतले पाहिजे की डायमंडच्या पृष्ठभागावर स्वतःहून कोणतेही उत्प्रेरक सक्रिय केंद्र नसते, त्यामुळे रासायनिक प्लेटिंग करण्यापूर्वी त्यावर पूर्व-उपचार करणे आवश्यक असते.
संदर्भ दस्तऐवज:
लिऊ हान. कृत्रिम हिऱ्याच्या सूक्ष्म पावडरच्या पृष्ठभाग लेपन तंत्रज्ञान आणि गुणवत्तेचा अभ्यास [डी]. झोंगयुआन इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी.
यांग बियाओ, यांग जून, आणि युआन ग्वांगशेंग. हिऱ्याच्या पृष्ठभागाच्या लेपनाच्या पूर्व-उपचार प्रक्रियेवरील अभ्यास [जे]. अवकाश मानकीकरण.
ली जिंगहुआ. वायर सॉ साठी वापरल्या जाणाऱ्या कृत्रिम हिऱ्याच्या सूक्ष्म चूर्णाच्या पृष्ठभाग सुधारणा आणि अनुप्रयोगावरील संशोधन [डी]. झोंगयुआन इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी.
फँग लिली, झेंग लियान, वू यानफेई, व इतर. कृत्रिम हिऱ्याच्या पृष्ठभागाची रासायनिक निकेल प्लेटिंग प्रक्रिया [जे]. आयओएल जर्नल.
हा लेख सुपरहार्ड मटेरियल नेटवर्कमध्ये पुनर्मुद्रित करण्यात आला आहे.
पोस्ट करण्याची वेळ: १३ मार्च २०२५
