1、概述： 
       人造金剛石可以用爆炸法、爆轟法及靜壓法這三種方法獲得。爆炸法生產(chǎn)量大，生產(chǎn)出來的金剛石單晶為球形納米顆粒；單晶金剛石應(yīng)該有三種形態(tài)，六面體由5個(gè)碳原子組成，八面體由6個(gè)碳原子組成，十二面體由8 個(gè)碳原子組成，球形單晶以八面體為多數(shù)，單晶粒徑4－6nm，爆炸法及爆轟法獲得的人造金剛石會(huì)與水分子組成結(jié)晶水金剛石，同時(shí)還會(huì)與水分子團(tuán)聚在一起，組成幾微米至十幾微米的納米金剛石團(tuán)聚體；這些團(tuán)聚物，沒有硬度，沒有切削能力，在鍍膜中，受摩擦壓力時(shí)，還會(huì)散開，造成對鍍膜的破壞，加速鍍膜的磨損，只有將納米金剛石團(tuán)聚體打散、分解為20－30nm 的硬團(tuán)聚物時(shí)，再鍍到鍍膜中，才會(huì)有很高的硬度及耐磨性能。

       靜壓法獲得的金剛石，多為六面體，相互連結(jié)，形成微米級(jí)金剛石顆粒，在超聲氣流對撞中，微米級(jí)金剛石很容易破碎為80－160nm顆粒的金剛石，這些金剛石很不規(guī)則，成多棱形、片形等等，硬度高、耐磨，有很好的切削性能，一家生產(chǎn)磁頭的跨國公司就用這種100－125nm 的金剛石懸浮液來拋光磁頭，使磁頭的平面度為±1nm；磁頭是電腦硬盤的核心，磁頭有軟層，如銅層或黃金層，也有硬層，如Al2O3 層，要將軟硬材料混合在一起的多層材料，拋光到平面度±1nm；到目前為止，也只有用金剛石，他們采用的是美國和日本生產(chǎn)的100－125nm顆粒的金剛石懸浮液，其金剛石形態(tài)就是很不規(guī)則的多棱形及片形。

       無論是用爆炸法、爆轟法，還是靜壓法生產(chǎn)的人造金剛石，在作成鍍膜時(shí)，都必須用非離子表面活性劑，將金剛石先配制成懸浮液，然后才能添加到電鍍液或化學(xué)鍍液中，并用超聲波對鍍液進(jìn)行振蕩，并用壓縮空氣進(jìn)行攪拌，使金剛石懸浮液充分混合在鍍液中，才能進(jìn)行施鍍，從而獲得含人造金剛石的鍍膜。

      2、人造金剛石鍍膜 

       2.1 電鍍鍍膜：電鍍種類很多，僅介紹電鍍鎳／金剛石，電鍍鎳合金／金剛石，電鍍鉻／金剛石三種鍍膜。 

       2.1.1 電鍍鎳／金剛石復(fù)合膜

        電鍍鎳是一個(gè)應(yīng)用很廣泛的鍍種，是電鍍裝飾鉻及裝飾產(chǎn)品的必須鍍種，鎳鍍層硬度HV0.1220－260,由于鍍鎳層較軟,將金剛石納米粒包容后共沉積在被鍍件表面,添加金剛石量為10-15g/L,金剛石顆粒會(huì)較密集的分布在被鍍的工件表面,在鍍膜中金剛石含量為2%左右,可提高鍍層硬度到HV0.1 300－350。如果鍍液中加入量為3－5g/L，則鍍層硬度沒有明顯提高，且鍍層中的金剛石含量也會(huì)很少。當(dāng)該鍍膜作切割用途時(shí)，由于鎳層較軟，鍍膜受到切削力的沖擊作用，金剛石顆粒在鍍膜中會(huì)產(chǎn)生位錯(cuò)移，從而減小了切削作用。在鍍膜中包裹面較少的金剛石顆粒，甚至在受力作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生滾動(dòng)，切割鍍膜，使金剛石鍍膜迅速破壞磨損，從而不能獲得較好的切削使用效果。

        2.1.2 電鍍鎳合金／金剛石復(fù)合膜 

        為了提高鎳／金剛石復(fù)合膜的硬度，可在電鍍鎳溶液中，添加鈷Co 和錳Mn，形成電鍍NiCoMn ／金剛石復(fù)合膜，該鍍層硬度較高，可達(dá)到HV0.1 400－500，這種鎳合金／金剛石復(fù)合膜克服了Ni 鍍層較軟的缺點(diǎn)，鍍層較硬，在作切削用途時(shí)，受沖擊力的作用，金剛石顆粒不會(huì)產(chǎn)生位錯(cuò)移，也不會(huì)產(chǎn)生滾動(dòng)，從而保證了金剛石棱邊的切削作用，以及球形顆粒金剛石在鍍膜中的耐磨作用。
2.1.3 電鍍鉻／金剛石復(fù)合膜

       電鍍硬鉻應(yīng)用也較廣泛，硬鉻層的硬度可達(dá)HV0.1 1050－1200，但鍍層是脆性，金剛石顆粒包容在Cr 中，共沉積在工件表面，受到切削沖擊力作用時(shí)，同樣會(huì)產(chǎn)生脆性位錯(cuò)移，甚至起皮，從工件表面脫落，因此，電鍍Cr ／金剛石復(fù)合膜建議選用電鍍?nèi)榘足t／金剛石復(fù)合膜，鍍層硬度為HV0.1 860－900，在鍍液中，金剛石的添加量為：10－15g/L，金剛石在鍍層中的含量為2％左右，金剛石在鍍膜中嵌得很牢固，由于鉻層的耐磨性及乳白鉻的潤滑性和金剛石的耐磨、切削性，這是一種很好的耐磨切削鍍層，作各種切削工具，如鉆探用鉆頭，金屬切削刀具、鋸條、金剛銼等都是很適用的鍍膜。

        2.2化學(xué)鍍：NiP/金剛石復(fù)合膜 

       化學(xué)鍍NiP 鍍層是一個(gè)高新科技鍍種，它的環(huán)境污染是電鍍鎳的1／10，是電鍍鉻的1／100，近幾年該鍍種在全世界推廣應(yīng)用十分迅速，已發(fā)展到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，在IT產(chǎn)業(yè)、電子產(chǎn)業(yè)、機(jī)械工業(yè)、汽車、摩托車、航空、航海、宇航、兵器、氣動(dòng)元件、閥門、管路、塑料、五金、裝飾、建材、交通等各行業(yè)中都得到了廣泛應(yīng)用。
化學(xué)鍍NiP 鍍層的高防腐性、自潤滑性及耐磨性和裝飾性是它得到廣泛應(yīng)用的主要原因，另外是該鍍種投資少、上馬快，很容易見成效，在美國已有1000多家化學(xué)鍍工廠，在我國近幾年發(fā)展也非常迅速，它可以在鐵基合金、銅基合金、鋁基合金、不銹鋼、鎂基合金、塑料上直接鍍，因此，該鍍種大有取代電鍍的趨勢。 

       化學(xué)鍍NiP 鍍層硬度為HV0.1 500－550，徑400℃±10℃×1h熱處理，鍍層硬度為HV0.1850-900，完全可以達(dá)到電鍍鉻鍍層的效果。
       化學(xué)鍍NiP ／金剛石復(fù)合膜，在鍍液中的添加量為2g/L，在鍍層中金剛石含量可達(dá)到3％－3.5％，高于電鍍層中的金剛石含量。而在鍍液中的添加量是電鍍液中添加量的1／5－1 ／10，因此成本相應(yīng)還可低一些，第一次投資相應(yīng)會(huì)少一些。
由于化學(xué)鍍NiP ／金剛石復(fù)合膜對金剛石顆粒具有最好的包裹效果，因此金剛石顆粒受到?jīng)_擊切削力作用時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生位錯(cuò)移，不會(huì)損傷鍍膜，因此無論是作切削工具用鍍膜，還是作耐磨性鍍膜都可達(dá)到很好的使用效果。

       3、結(jié)論：

       3.1切削工具用鍍膜

       切削工具用鍍膜最好選用靜壓法生產(chǎn)的多棱邊形金剛石，因?yàn)槎嗬庑谓饎偸艜?huì)有比較好的切削效果，如要拋光切削到1nm 的微小平面度，最好選用80－125nm顆粒的多邊形、多棱形金剛石，用來配制到電鍍液或化學(xué)鍍液中，才會(huì)有比較理想的金剛石鍍膜，達(dá)到所要求 的切削效果。 

       3.2耐磨性鍍膜

       耐磨性鍍膜，最好選用爆炸法或爆轟法生產(chǎn)的球形顆粒金剛石，在配制懸浮液或漿料時(shí)，最好是將球形納米金剛石進(jìn)行解團(tuán)聚，使團(tuán)聚體分解成20－30nm 的球形硬團(tuán)聚體，也就是不可再分的球形顆粒金剛石，這種顆粒添加到鍍液中共沉積到鍍件表面形成鍍膜，就會(huì)具有很高的耐磨性和自潤滑性，是一種很好的耐磨鍍層，以NiP 鍍層為例，不加球形金剛石的鍍膜，在HV0.1 850－900 的情況下，與加球形顆粒金剛石的鍍膜，在相同硬度情況下，其耐磨性可提高10－20倍。