1. مفهوم طلاء سطح الماس
طلاء سطح الماس هو استخدام تقنية معالجة سطح الماس المطلي بطبقة من مواد أخرى. تُستخدم مواد الطلاء عادةً في المعادن (بما في ذلك السبائك)، مثل النحاس والنيكل والتيتانيوم والموليبدينوم وسبائك النحاس والقصدير والتيتانيوم وسبائك النيكل والكوبالت والنيكل والكوبالت والفوسفور، وغيرها؛ كما تُستخدم مواد الطلاء أيضًا في بعض المواد غير المعدنية، مثل السيراميك وكربيد التيتانيوم وأمونيا التيتانيوم ومركبات أخرى من المواد الصلبة المقاومة للحرارة. عندما تكون مادة الطلاء معدنية، يُطلق عليها أيضًا اسم طلاء سطح الماس.
الغرض من طلاء السطح هو منح جزيئات الماس خصائص فيزيائية وكيميائية خاصة، مما يُحسّن من فعالية استخدامها. على سبيل المثال، باستخدام عجلة طحن راتنجية مُصنّعة من مواد كاشطة ماسية مطلية بالسطح، يُطيل عمرها الافتراضي بشكل كبير.
2. تصنيف طريقة طلاء السطح
تصنيف طريقة معالجة السطح الصناعية انظر الشكل أدناه، والتي تم تطبيقها فعليا في طريقة طلاء السطح الكاشطة فائقة الصلابة، والأكثر شعبية هو الطلاء الكيميائي الرطب (بدون طلاء التحليل الكهربائي) والطلاء، والطلاء الجاف (المعروف أيضا باسم الطلاء الفراغي) في الترسيب الكيميائي للبخار (CVD) والترسيب الفيزيائي للبخار (PVD)، بما في ذلك طريقة التلبيد السائل لمسحوق المعادن الفراغي، وقد تم تطبيقها عمليا.
3. يمثل سمك الطلاء الطريقة
نظرًا لصعوبة تحديد سُمك طبقة سطح جزيئات الماس الكاشطة مباشرةً، يُعبَّر عنه عادةً بنسبة زيادة الوزن (%). هناك طريقتان لتمثيل زيادة الوزن:
حيث A هو زيادة الوزن (%)؛ G1 هو وزن الطحن قبل الطلاء؛ G2 هو وزن الطلاء؛ G هو الوزن الإجمالي (G=G1 + G2)
4. تأثير طلاء سطح الماس على أداء أداة الماس
في أداة الماس المصنوعة من Fe وCu وCo وNi، لا يمكن دمج جزيئات الماس ميكانيكيًا إلا في مصفوفة عامل الربط بسبب عدم وجود تقارب كيميائي لعامل الربط المذكور أعلاه وعدم وجود تسرب للواجهة. تحت تأثير قوة الطحن، عندما يتعرض جسيم طحن الماس لأقصى مقطع، فإن معدن جسم الإطار سيفقد جزيئات الماس ويتساقط من تلقاء نفسه، مما يقلل من عمر الخدمة وكفاءة المعالجة لأدوات الماس، ولا يمكن تشغيل تأثير طحن الماس بالكامل. لذلك، يتميز سطح الماس بخصائص التمعدن، والتي يمكن أن تحسن بشكل فعال من عمر الخدمة وكفاءة المعالجة لأدوات الماس. جوهرها هو جعل عناصر الربط مثل Ti أو سبائكه مطلية مباشرة على سطح الماس، من خلال المعالجة الحرارية بحيث يشكل سطح الماس طبقة رابطة كيميائية موحدة.
من خلال طلاء جزيئات طحن الماس، يتفاعل الطلاء والماس لإضفاء معدنة على سطح الماس. من ناحية أخرى، يُمهد سطح الماس الممعدن وجسم المعدن الطريق لربط المعادن، مما يجعل معالجة طلاء الماس للتلبيد السائل تحت الضغط البارد والتلبيد الصلب الساخن ذات تطبيقات واسعة، مما يزيد من توحيد حبيبات طحن الماس، ويقلل من استخدام أداة الماس أثناء الطحن، مما يزيد من عمر الخدمة ويزيد من كفاءة أداة الماس.
5. ما هي الوظائف الرئيسية لمعالجة طلاء الماس؟
1. تحسين قدرة جسم الجنين على إدخال الماس.
بسبب التمدد الحراري والانكماش البارد، يُولَّد ضغط حراري كبير في منطقة التلامس بين الماس وجسم الإطار، مما يُؤدي إلى ظهور خطوط دقيقة بين الماس وحزام التلامس، مما يُقلل من قدرة جسم الإطار المطلي بالماس. يُمكن لطلاء سطح الماس تحسين الخصائص الفيزيائية والكيميائية للماس وواجهة الجسم، ومن خلال تحليل طيف الطاقة، أُكِّد أن تركيبة كربيد المعدن في الفيلم، من الداخل إلى الخارج، تتحول تدريجيًا إلى عناصر معدنية تُسمى فيلم MeC-Me. يرتبط سطح الماس والفيلم معًا برباط كيميائي، وهذا المزيج وحده يُمكنه تحسين قدرة التلامس بين الماس وجسم الإطار. أي أن الطلاء يعمل كجسر رابط بينهما.
2. تحسين قوة الماس.
لأن بلورات الماس غالبًا ما تحتوي على عيوب داخلية، مثل الشقوق الدقيقة والتجاويف الصغيرة، إلخ، يتم تعويض هذه العيوب الداخلية في البلورات بملء غشاء MeC-Me. يلعب الطلاء دور التعزيز والتصلب. يمكن للطلاء الكيميائي والطلاء بالحرارة تحسين متانة المنتجات المنخفضة والمتوسطة والعالية.
3. إبطاء صدمة الحرارة.
طلاء المعدن أبطأ من مادة كاشطة الماس. تنتقل حرارة الطحن إلى رابط الراتنج عند ملامسته لجزيئات الطحن، فيحترق عند الاصطدام اللحظي بدرجة حرارة عالية، مما يحافظ على قوة تماسكه على مادة كاشطة الماس.
4. العزلة والتأثير الوقائي.
أثناء التلبيد والطحن في درجات حرارة عالية، تعمل طبقة الطلاء على فصل الماس وحمايته لمنع الجرافيت أو الأكسدة أو التغيرات الكيميائية الأخرى.
تم اقتباس هذه المقالة من "شبكة المواد فائقة الصلابة"
وقت النشر: ٢٢ مارس ٢٠٢٥
