Dụng cụ kim cương mạ điện trải qua nhiều công đoạn trong quá trình sản xuất, bất kỳ công đoạn nào không đủ hiệu quả đều có thể khiến lớp mạ bị bong tróc.
Ảnh hưởng của phương pháp xử lý trước khi mạ
Quá trình xử lý phôi thép trước khi đưa vào bể mạ được gọi là xử lý sơ bộ trước khi mạ. Xử lý sơ bộ trước khi mạ bao gồm: đánh bóng cơ học, loại bỏ dầu, ăn mòn và các bước hoạt hóa. Mục đích của xử lý sơ bộ trước khi mạ là loại bỏ gờ, dầu, màng oxit, rỉ sét và lớp oxy hóa trên bề mặt phôi, để lộ kim loại nền cho phép mạng tinh thể kim loại phát triển bình thường và hình thành lực liên kết giữa các phân tử.
Nếu quá trình xử lý trước khi mạ không tốt, bề mặt của vật liệu nền sẽ có một lớp màng dầu và màng oxit rất mỏng, khiến đặc tính kim loại của vật liệu nền không được bộc lộ hoàn toàn, điều này sẽ cản trở sự hình thành liên kết giữa kim loại phủ và kim loại nền, chỉ tạo ra sự ghép nối cơ học, lực liên kết yếu. Do đó, xử lý sơ bộ kém trước khi mạ là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng bong tróc lớp phủ.
Tác dụng của quá trình mạ
Thành phần của dung dịch mạ ảnh hưởng trực tiếp đến loại, độ cứng và khả năng chống mài mòn của lớp kim loại phủ. Bằng cách thay đổi các thông số quy trình, độ dày, mật độ và ứng suất của quá trình kết tinh kim loại phủ cũng có thể được kiểm soát.
Để sản xuất dụng cụ mạ điện kim cương, hầu hết mọi người sử dụng niken hoặc hợp kim niken-cobalt. Nếu không tính đến ảnh hưởng của tạp chất trong quá trình mạ, các yếu tố ảnh hưởng đến sự bong tróc lớp phủ là:
(1) Ảnh hưởng của ứng suất bên trong Ứng suất bên trong của lớp phủ được tạo ra trong quá trình mạ điện, và các chất phụ gia trong sóng hòa tan và các sản phẩm phân hủy của chúng và hydroxit sẽ làm tăng ứng suất bên trong.
Ứng suất vĩ mô có thể gây ra hiện tượng nổi bọt, nứt nẻ và bong tróc lớp phủ trong quá trình bảo quản và sử dụng.
Đối với lớp mạ niken hoặc hợp kim niken-cobalt, ứng suất bên trong rất khác nhau, hàm lượng clorua càng cao thì ứng suất bên trong càng lớn. Đối với muối chính của dung dịch mạ niken sunfat, ứng suất bên trong của dung dịch mạ sunfat thấp hơn so với các dung dịch mạ khác. Bằng cách thêm chất phát quang hữu cơ hoặc chất khử ứng suất, ứng suất bên trong vĩ mô của lớp mạ có thể giảm đáng kể và ứng suất bên trong vi mô có thể tăng lên.
(2) Hiệu ứng của sự giải phóng hydro trong bất kỳ dung dịch mạ nào, bất kể giá trị pH của nó, luôn có một lượng ion hydro nhất định do sự phân ly của các phân tử nước. Do đó, trong điều kiện thích hợp, bất kể mạ trong chất điện phân có tính axit, trung tính hay kiềm, thường có sự kết tủa hydro ở cực âm cùng với sự kết tủa kim loại. Sau khi các ion hydro bị khử ở cực âm, một phần hydro thoát ra, và một phần thấm vào kim loại nền và lớp phủ ở trạng thái hydro nguyên tử. Nó làm biến dạng mạng tinh thể, gây ra ứng suất bên trong lớn, và cũng làm cho lớp phủ bị biến dạng đáng kể.
Ảnh hưởng của quá trình mạ
Nếu không tính đến thành phần dung dịch mạ điện và các yếu tố kiểm soát quy trình khác, thì sự cố mất điện trong quá trình mạ điện là một nguyên nhân quan trọng gây ra hiện tượng bong tróc lớp phủ. Quy trình sản xuất dụng cụ kim cương mạ điện rất khác so với các loại mạ điện khác. Quy trình mạ dụng cụ kim cương bao gồm mạ nền, mạ cát và làm dày lớp phủ. Trong mỗi quy trình, đều có khả năng vật liệu nền bị tách khỏi dung dịch mạ, tức là xảy ra sự cố mất điện ngắn hoặc dài. Do đó, việc sử dụng quy trình hợp lý hơn cũng có thể giảm thiểu hiện tượng bong tróc lớp phủ.
Bài báo được in lại từ "Mạng lưới vật liệu siêu cứng Trung Quốc"
Thời gian đăng bài: 14/03/2025
