因而NiCo二元合金鍍層成為廣為采用的胎體材料,然而有時NiCo二元合金鍍層的硬度仍是不足,在加工堅硬且研磨性極強的材料時,胎體消耗很快。而且NiCo鍍層只有在鈷含量達到約30%時,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,但對胎體性能影響很大。鎳錳胎體金剛石鉆頭在堅硬強研磨性地層鉆進時,平均壽命和時效分別比鎳鈷胎體鉆頭提高55%和30%,同時,鎳錳胎體鉆頭不需高轉速、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,特別對硬質石材,更能顯示出優勢。因節約大量昂貴材料鈷,NiCoMn三元合金鍍層成本低。NiCoMn三元合金鍍層的機械性能可在大范圍內進行調整,滿足更廣泛場合的需求。但在獲得NiCoMn三元合金鍍層時,鍍液成分復雜,穩定性不易控制。

1.2胎體金屬的復合化

　　復合鍍層是通過共沉積的方法,將一種或數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。由于復合鍍層內均勻的彌散著大量固體微粒,這些硬質微粒,會對晶粒之間的滑移產生很大的阻礙作用,使金屬獲得有效的強化。

1.2.1NiCo細粒金剛石復合鍍層

　　在鍍液中加入適量的納米金剛石粉,獲得的NiCo金剛石復合鍍層的硬度明顯提高,硬度可達601.53HV[8],摩擦磨損性能顯著提高:鎳鈷合金鍍層的摩擦系數為0.35左右,壽命在摩擦半徑為14mm時平均為0.022km;含納米金剛石粉的NiCodiamond復合鍍層摩擦系數為0.3左右,鍍層壽命在摩擦半徑為14mm時為0.15km[9]。用NiCodiamond復合鍍層作金剛石鉆頭胎體,制備的金剛石鉆頭在堅硬、強研磨性地層中鉆進,耐磨性好,鉆頭進尺快,壽命長,且能防止孔斜[10]。由于超細金剛石粉體極易團聚,使其效能無法充分發揮,所以要采取措施對金剛石粉進行分散。這樣必然制約了超細粉體的使用價值和應用前景。

1.2.2NiCo稀土元素復合鍍層

　　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出較強的吸附性,稀土金屬離子易于吸附在晶體生長的活性點上,即吸附在晶面的生長點上,有效地抑制晶體的生長,所以在鍍液中添加稀土元素后,能得到晶粒細小的鍍層。用萬能外圓磨床M1420E通過對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研究,發現稀土元素的加入提高了金剛石工具的磨削比。