يتم طلاء الأدوات بالماس بشكل أساسي من خلال عملية تعرف باسم الترسيب الكيميائي للبخار (CVD). وتتضمن هذه العملية ترسيب طبقة من الماس على سطح الأداة، المصنوعة عادةً من كربيد التنغستن، لتعزيز صلابتها ومقاومتها للتآكل.
تحضير الأدوات للطلاء بالماس:
قبل عملية الطلاء، تخضع الأدوات المصنوعة من كربيد التنغستن للتنظيف الشامل والتحضير الكيميائي على خطوتين. تتضمن الخطوة الأولى تخشين سطح الكربيد لتحسين الالتصاق الميكانيكي لطبقة الماس. وهذا أمر بالغ الأهمية لأنه يضمن التصاق طبقة الماس بشكل جيد بسطح الأداة، مما يمنعها من التقشر أثناء الاستخدام. الخطوة الثانية هي إزالة الكوبالت من سطح الكربيد، حيث إن الكوبالت يضر بنمو الماس. وتُعد هذه الخطوة ضرورية لأن الكوبالت، الذي غالبًا ما يُستخدم كمادة رابطة في كربيد التنجستن، يمكن أن يثبط تكوين الماس أثناء عملية الطلاء بالقطع القابل للذوبان.عملية طلاء الماس:
يتم تحقيق الطلاء الفعلي بالماس من خلال طرق مختلفة للتقنية CVD، بما في ذلك تقنية CVD ببلازما الموجات الدقيقة (MPCVD)، وتقنية رش البلازما بالرش بالماس بالتيار المستمر (DAPCVD)، وتقنية CVD بالأسلاك الساخنة (HFCVD). ومن بين هذه العمليات، يُفضّل استخدام تقنية التفريغ القابل للتحويل الكيميائي عالي الكثافة (HFCVD) بشكل خاص في البيئات الصناعية نظرًا لانخفاض تكلفتها نسبيًا وقدرتها على تحقيق ترسيب موحد على مساحات كبيرة. في عملية HFCVD، يحدث تفاعل طور الغاز منخفض الضغط عند درجات حرارة عالية. ويتفاعل الميثان (CH4)، المستخدم كمصدر للكربون، مع الهيدروجين في وجود خيوط ساخنة لتوليد سلائف غشاء الماس. يتم بعد ذلك ترسيب هذه السلائف على سطح الأداة المعدة، مما يشكل طبقة ماسية كثيفة وموحدة.
خصائص ومزايا الأدوات المطلية بالماس:
توفر الأدوات المطلية بالماس، بسماكة طلاء نموذجية تتراوح بين 10 و30 ميكرومتر، مزايا كبيرة مقارنةً بالأدوات غير المطلية. فهي شديدة المقاومة للتآكل وقادرة على الحفاظ على حدتها، مما يجعلها مثالية لقطع المواد التي يصعب تصنيعها مثل الجرافيت وسبائك الألومنيوم عالية السيليكون. إن دورة إنتاج هذه الأدوات قصيرة نسبيًا، وتكلفة إعدادها معتدلة، خاصةً بالمقارنة مع فوائد زيادة عمر الأداة وأدائها.
التطبيق والقيود:
