電着ダイヤモンド工具とは

鉛筆の芯はとても柔らかくて折れやすいことは誰もが知っています。鉛筆の芯にもカーボンを使った素材がありますが、世界で一番硬い素材はダイヤモンドです。
ダイヤモンドはその硬さと希少性から、古くから人々に貴重な宝石として扱われており、カット・研磨されたダイヤモンドはダイヤモンドと呼ばれ、世界で最も貴重な宝石の一つです。

ダイヤモンドの硬度は非常に高いです。ほぼすべてのオブジェクトにトレースを描画できます。ダイヤモンドは鋭利で熱くなりにくいです。そのため、さまざまな工具基材にダイヤモンドを埋め込んで研削工具や切削工具を製造するなど、プロセス生産にも使用されます。この製造プロセスはダイヤモンドを電気メッキします。

電着ダイヤモンド

ダイヤモンドの電気めっきは、電気めっきの原理に基づいています。ダイヤモンドサンドはニッケルとともにワークピースに埋め込まれます。ダイヤモンドの一部は基材に埋め込まれ、他の部分は表面に露出して、強固で耐摩耗性の加工層を形成します。
電気メッキダイヤモンドの目的は、金属ワークピースの表面に高密度のダイヤモンド粒子を埋め込むことにより、切断および研削能力を高めることです。電気めっきダイヤモンド技術によって製造されたさまざまな研削工具は、機械、ガラス、建材などの業界で広く使用されています。

ダイヤモンドの形成には特殊な環境が必要なため、ダイヤモンドの生産は比較的集中し、生産量は比較的少なくなります。天然ダイヤモンドでは需要を満たすことができないため、電気めっきダイヤモンドは合成ダイヤモンド粒子で作られています。

研削加工の開発経緯

人間には、物体を加工するためにさまざまな研削工具を使用してきた長い歴史があります。古代、古代人は鋭い石、動物の骨、棒などの道具を使って狩りをしたり、食物を切ったりしていましたが、これは最古の研磨器具でもあります。
元の時代には、天然ゴムを使って羊皮に貝殻の粉を貼り付けて磨く道具が中国にあったと記録されています。これは、記録されている最古の象嵌研磨工具です。
青銅をはじめとするさまざまな金属が発見されて以来、人類はその硬くて可塑性が高いという特性を利用して、これらの金属をさまざまな工具に加工し、さまざまな研削加工に広く応用してきました。それ以来、人類は金属研削を利用する新たな時代に入りました。
現代、工業生産の急速な発展に伴い、加工される材料の硬度はますます高くなり、通常の金属研削工具では対応できなくなり、研磨材としてより高い硬度の材料が求められるようになりました。

そこで、現在では天然コランダムや人造炭化ケイ素、さらに硬度の高い人造ダイヤモンドなどの研削材が広く使われています。これらの材料を微粒子に粉砕した後、焼成したり、他の金属基材に埋め込んだりして所定の形状の研削工具を形成し、研削加工を行う。

電気めっきダイヤモンドの特徴

電気めっきダイヤモンドから作られた製品は、ワークピースとダイヤモンドコーティングの 2 つの部分で構成されます。したがって、この電気めっきダイヤモンド堆積プロセスは、不規則な構造、小型、薄型、高精度のさまざまな研削工具を製造することができます。
電気めっきダイヤモンドは通常、ダイヤモンド粒子と基材の間の結合としてニッケルを使用します。ダイヤモンドの1/2または2/3がワークピースにしっかりと埋め込まれ、コーティングは非常に硬くなります。これにより、メッキダイヤモンドの耐摩耗性が非常に高まり、ダイヤモンドが簡単に剥がれなくなります。
ダイヤモンドの硬度は非常に高く、ダイヤモンド粒子の切れ味を長期間維持できるため、電着ダイヤモンドを使用した各種研削工具の作業効率も大幅に向上し、耐摩耗性も向上します。

電着ダイヤモンドの製造工程では、通電後に低温成膜するプロセスを採用しているため、ダイヤモンドに高温・高圧がかからず、ダイヤモンド自体に影響を与えることがなく、ダイヤモンドの品質が低下することがなく、研削品質の向上に役立ちます。

電気めっきダイヤモンドのプロセスフロー

ダイヤモンド原料
電気めっきダイヤモンドツールの必要な精度に応じて、対応するダイヤモンドメッシュの数を選択すると、合成ダイヤモンドは顕微鏡下でダイヤモンド角を持った多面体を示し、黄緑色を示します。
電気めっきダイヤモンドの品質を確保するために、専門の磁気分離機を使用してダイヤモンド粒子からさまざまな不純物を抽出し、ダイヤモンドの純度を確保します。
脱脂
工業用アルカリを使用して油分を除去し、水に苛性ソーダを入れて30分間煮沸し、蒸留水で2～3回洗浄してダイヤモンド表面の油汚れを除去します。
電気めっきされたダイヤモンド加工品も脱脂する必要があります。通常、ワークを苛性ソーダを入れた超音波洗浄器に入れ、水を加熱して苛性ソーダを溶かし、30分間超音波洗浄します。
先めっき
ダイヤモンドと基板をしっかりと結合させるためには、ダイヤモンドを電気めっきする前に、ワークピースの表面に電気めっきコーティングを施す必要があります。
電解液を50℃に加熱し、通電しためっき浴にワークを投入します。金属ニッケルとめっき液が反応すると、ニッケルイオンがワーク表面に析出し、薄いめっき層が形成されます。

電気めっき
ダイヤモンド粒子をワークの電気めっき層に埋め込むには、一般に砂埋め込み法と砂滴法という2つの方法があります。サンドドロップ法は一度に片面のサンドしか仕上げることができないため、片面電気めっきダイヤモンド製品に適しています。砂埋め込み工法は、電着ダイヤモンドが必要な製品をダイヤモンド砂に埋め込む工法ですので、円柱状や不定形な製品に適しています。
ただし、原理は同じです。電気めっき溶液とワークピースが帯電した後、ダイヤモンド粒子がめっき前のワークピース上に積み重ねられます。電界の作用により、ニッケルが分解してニッケル原子が放出され、ダイヤモンド粒子とともにワークピース上に堆積します。表面のダイヤモンドを徐々に包み込みダイヤモンドコーティングを形成します。
洗って乾燥させます
電気めっき後は、ダイヤモンド砥粒の間に電気めっき液とダイヤモンド砥粒が残るため、製品をきれいな水で洗います。最後に熱風により製品表面の水分を蒸発させ、電気めっきダイヤモンド製品が完成します。