摘要：通过选择合适的化学镀铜工艺在金刚石表面镀覆一层金属铜。该方法可以调节镀层厚度，可一次也可以多次镀。通过XRD、SEM、EPMA等分析手段对镀铜金刚石进行了分析，结果表明：一次镀镀层形貌松散，多次镀镀层形貌紧密，镀层铜呈晶态，并含有少量的氧和铁等杂质。磨削结果表明：镀铜金刚石砂轮其耐磨性明显优于普通金刚石砂轮，多次镀铜铜含量较高的金刚石更适合于制造树脂砂轮。

关键字：镀铜金刚石；树脂砂轮；磨削；耐磨性

中图法分类号：TG743

　　在金刚石表面镀覆一层金属来提高其树脂制品的使用寿命，是金刚石树脂制品制造技术的一次重大飞跃。镀覆的金属有镍、铜、钴、钼、钛等。镀层可以是单一金属元素也可以是多种金属元素的复合镀层。镀覆的方法有电镀、化学镀、真空沉积镀等。本文拟对金刚石表面化学镀铜技术、镀铜机理和镀铜金刚石在树脂砂轮中的耐磨性做些初步的研究。

1、实验

　　a、原材料：金刚石RVD100/120#;树脂粉为酚醛树脂粉；化学试剂为分析纯；主要有敏化剂SnCl2.2H2O,活化剂PdCl2,主盐CuSO4,还原剂HCHO,络合剂NaKC4H4O6,缓冲剂Na2CO3和pH调整剂NaOH。

　　b、金刚石表面化学镀铜：化学镀Cu的影响因素主要有各组分的浓度、pH值、温度、搅拌状况等。本文通过对浓度和反应次数来控制镀层厚度。

　　c、砂轮的磨削实验：在MQ6025A型工具磨床上进行，工件为YT15A120硬质合金；冷却方式为干磨；砂轮规格为12A2/45o 75mm×25mm×20mm×3mm×3mm,RVD100/120# B75;每次给进0.01mm。

　　d、用扫描电镜（SEM）观察了镀铜金刚石颗粒的形貌，用电子探针（EPMA）分析了镀层的化学成分，用X-ray衍射(XRD)分析了镀铜金刚石的物相。

2、结果与讨论

　　2.1 镀Cu金刚石的微观分析

　　电子探针测试了样品A-2#(铜增重为50%)的表面，测试结果为：O元素1.95%，Fe元素0.09%Cu元素97.96%。由于本实验从镀Cu到烘干在空气中完成，氧可能是由于空气中的氧与金刚石表面Cu微粒作用的结果，0.09%的Fe可能是由于溶液中其它化学试剂不纯而引起的。

　　由镀Cu金刚石的X衍射分析(XRD)可以看出（图1），镀Cu金刚石的表面的Cu是以晶态存在的，电子探针分析出的氧元素、铁元素没有在图谱上表现出来，可能是由于金刚石、单质铜的衍生峰太强，而氧铁含量又较少的缘故。

　　扫描电镜：由图2镀铜金刚石的扫描电镜照片可以看出，一次镀铜（图2（b）及（c））铜呈现絮状微粒均匀包覆于金刚石表面，但镀层结构比较松散，而多次镀铜（图2（d））铜呈现大小不均匀的铜颗粒包覆于金刚石颗粒周围，在金刚石表面形成了凸凹不平的金属表面层，更有利于结合剂对金刚石的把持。从照片上还可以看出，随着镀层重量的增加，漏镀现象减少。

　　2.2 镀Cu金刚石在树脂砂轮中的应用

　　从附表中可以看出，由镀Cu金刚石的磨料磨耗比比普通金刚石砂轮低，而且发现采用多次镀铜的金刚石砂轮的耐磨性较一次镀铜的金刚石砂轮的耐磨性好，在多次镀铜工艺中，铜含量较高的金刚石砂轮磨耗比更小，耐磨性更好。

附表　金刚石砂轮磨耗实验结果

3、结论

　　a) 应用化学镀发在金刚石表面镀覆一层金属Cu是可行的。这种方法镀层厚度可以调节，可一次镀，也可分多次镀，一次镀形貌松散，多次镀形貌紧密，多次镀Cu金刚石更适合于制造树脂砂轮。

　　b) 金刚石镀层中的Cu为晶态，并含有少量氧和铁元素，其中氧可能是由于镀Cu金刚石在空气中烘烤而引起的，铁可能是由于其它化学试剂不纯而带来的。

　　c) 镀Cu金刚石树脂砂轮的磨料磨耗比明显小于普通金刚石砂轮的磨料磨耗比，尤其是多次镀Cu，Cu含量较高的金刚石效果更为理想。

参考文献

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本文发表在：武汉工业大学学报 第18卷 第3期 1996年9月