因而NiCo二元合金鍍層成為廣為采用的胎體材料,然而有時(shí)NiCo二元合金鍍層的硬度仍是不足,在加工堅(jiān)硬且研磨性極強(qiáng)的材料時(shí),胎體消耗很快。而且NiCo鍍層只有在鈷含量達(dá)到約30%時(shí),才能保證較高的硬度及耐磨性,大量昂貴的金屬鈷增加了成本。

1.1.2NiMn二元合金鍍層

　　金屬錳比鈷更能提高鎳胎體硬度、強(qiáng)度和耐磨性。鎳錳胎體硬度比鎳鈷胎體硬度提高洛氏(HRC)10度左右。合金中錳的含量雖然很少,但對(duì)胎體性能影響很大。鎳錳胎體金剛石鉆頭在堅(jiān)硬強(qiáng)研磨性地層鉆進(jìn)時(shí),平均壽命和時(shí)效分別比鎳鈷胎體鉆頭提高55%和30%,同時(shí),鎳錳胎體鉆頭不需高轉(zhuǎn)速、大壓力,有利于減少材料的消耗,降低鉆探成本。但是NiMn二元合金鍍層脆性較高,易開裂,使工作層易于碎裂。

1.1.3NiCoMn三元合金鍍層

　　NiCoMn三元合金鍍層具有更高的綜合機(jī)械性能。硬度比NiCo高,脆性又比NiMn低,正符合電鍍金剛石制品對(duì)胎體的要求。采用NiCoMn三元合金鍍層制作的石材工具比采用NiCo二元合金鍍層制品更加鋒利,更加耐用,特別對(duì)硬質(zhì)石材,更能顯示出優(yōu)勢(shì)。因節(jié)約大量昂貴材料鈷,NiCoMn三元合金鍍層成本低。NiCoMn三元合金鍍層的機(jī)械性能可在大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整,滿足更廣泛場(chǎng)合的需求。但在獲得NiCoMn三元合金鍍層時(shí),鍍液成分復(fù)雜,穩(wěn)定性不易控制。

1.2胎體金屬的復(fù)合化

　　復(fù)合鍍層是通過共沉積的方法,將一種或數(shù)種不溶性的固體顆粒、纖維均勻地夾雜到金屬鍍層中所形成的特殊鍍層。由于復(fù)合鍍層內(nèi)均勻的彌散著大量固體微粒,這些硬質(zhì)微粒,會(huì)對(duì)晶粒之間的滑移產(chǎn)生很大的阻礙作用,使金屬獲得有效的強(qiáng)化。

1.2.1NiCo細(xì)粒金剛石復(fù)合鍍層

　　在鍍液中加入適量的納米金剛石粉,獲得的NiCo金剛石復(fù)合鍍層的硬度明顯提高,硬度可達(dá)601.53HV[8],摩擦磨損性能顯著提高:鎳鈷合金鍍層的摩擦系數(shù)為0.35左右,壽命在摩擦半徑為14mm時(shí)平均為0.022km;含納米金剛石粉的NiCodiamond復(fù)合鍍層摩擦系數(shù)為0.3左右,鍍層壽命在摩擦半徑為14mm時(shí)為0.15km[9]。用NiCodiamond復(fù)合鍍層作金剛石鉆頭胎體,制備的金剛石鉆頭在堅(jiān)硬、強(qiáng)研磨性地層中鉆進(jìn),耐磨性好,鉆頭進(jìn)尺快,壽命長(zhǎng),且能防止孔斜[10]。由于超細(xì)金剛石粉體極易團(tuán)聚,使其效能無法充分發(fā)揮,所以要采取措施對(duì)金剛石粉進(jìn)行分散。這樣必然制約了超細(xì)粉體的使用價(jià)值和應(yīng)用前景。

1.2.2NiCo稀土元素復(fù)合鍍層

　　少量的稀土化合物的加入可使鍍液和鍍層性能得到不同程度的改善,在電沉積過程中,主要是陽離子吸附在金屬沉積物表面上,而稀土金屬離子在電極上表現(xiàn)出較強(qiáng)的吸附性,稀土金屬離子易于吸附在晶體生長(zhǎng)的活性點(diǎn)上,即吸附在晶面的生長(zhǎng)點(diǎn)上,有效地抑制晶體的生長(zhǎng),所以在鍍液中添加稀土元素后,能得到晶粒細(xì)小的鍍層。用萬能外圓磨床M1420E通過對(duì)亮鎳鍍層和加入稀土元素的亮鎳鍍層金剛石工具磨削陶瓷的磨削試驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)稀土元素的加入提高了金剛石工具的磨削比。