《制备具有新型复合镀层的电镀金刚石工具的方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《制备具有新型复合镀层的电镀金刚石工具的方法.pdf（11页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN104120484A43申请公布日20141029CN104120484A21申请号201410336066822申请日20140715C25D15/0020060171申请人湖南大学地址410082湖南省长沙市岳麓区麓山南路2号72发明人万隆陈静王俊沙张磊欣周肖璇74专利代理机构长沙市融智专利事务所43114代理人魏娟54发明名称制备具有新型复合镀层的电镀金刚石工具的方法57摘要本发明公开了制备具有新型复合镀层的电镀金刚石工具的方法，该方法是将砂轮基体、金刚石磨料、WC和SIC微粉进行镀前预处理，依次对砂轮基体进行预镀镍钴层、上砂层和复合层，制得的电镀金刚石工具具有含有WC。
2、和SIC微粉的复合层，可以起到骨架和硬质点作用，能够有效地解决普通电镀金刚石工具在磨削加工过程中金刚石磨料在镀层中滑动、滚动以及电镀金刚石工具的镀层变形等问题，从而提高了金刚石工具的工作效率、延长了其使用寿命、降低了磨削加工的成本、同时提高了工件的加工质量。51INTCL权利要求书1页说明书5页附图4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图4页10申请公布号CN104120484ACN104120484A1/1页21制备具有新型复合镀层的电镀金刚石工具的方法，其特征在于，包括以下步骤步骤1前处理将砂轮基体、金刚石磨料、WC微粉和SIC微粉进行的镀前预处理；。
3、步骤2电镀镍钴层和上砂层以步骤1预处理过的砂轮基体为阴极，以镍板为阳极，在电镀液I中先预镀镍钴层；再在所述电镀液I中加入步骤1预处理过的金刚石磨料后，进行电镀上砂层；所述的电镀液I由以下组分组成NISO4250300G/L，COSO41520G/L，氯化钠1517G/L，硼酸3035G/L，分散剂00501G/L，溶剂为水；步骤3加厚镀以步骤2电镀上砂层后的砂轮基体为阴极，以镍板为阳极，置于电镀液II中进行电镀复合层；所述的电镀液II由以下组分组成NISO4280320G/L，COSO41622G/L，氯化钠1618G/L，硼酸3540G/L，分散剂00501G/L，WC微粉3040G/L，S。
4、IC微粉2025G/L，溶剂为水；步骤4热处理将步骤3电镀复合层后的砂轮基体进行加热除氢处理，即得到具有新型复合镀层的电镀金刚石工具。2如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的砂轮基体在镀前进行除油、打磨、活化预处理；所述的金刚石磨料、WC微粉和SIC微粉在镀前进行除油、除杂。3如权利要求2所述的方法，其特征在于，砂轮基体的镀前预处理先在频率为4050HZ的超声辅助下，置于温度为8090的含除油粉的水溶液中进行洗涤1020MIN，水洗；将水洗后的砂轮基体依次采用240、400、600、800的砂纸进行打磨；打磨后的砂轮基体用浓度为1015VOL的硫酸溶液进行活化1020S；金刚石磨料、WC微。
5、粉和SIC微粉的镀前预处理将金刚石磨料、WC微粉和SIC微粉分别和氢氧化钠按质量比113混合，再加入水覆盖固体表面，煮沸1030MIN后，水洗至中性，再加入到2535WT的HNO3溶液中煮沸2040MIN，水洗至中性，干燥。4如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3的加厚镀过程中采用循环泵将镀液循环流动，使镀液中的WC微粉和SIC微粉不沉淀。5如权利要求14任一项所述的方法，其特征在于，所述的WC微粉粒径为35M；所述的SIC微粉粒径为35M；所述的金刚石磨料粒度型号为270/325。6如权利要求1所述的方法，其特征在于，预镀镍钴层的工艺条件温度为3045，电镀液I的PH为3550，电流密度。
6、为0810A/DM2，电镀时间为47MIN。7如权利要求1所述的方法，其特征在于，电镀上砂层的工艺条件电流密度为0911A/DM2，电镀时间为1115MIN。8如权利要求1所述的方法，其特征在于，电镀复合层的工艺条件温度为3045，PH为3550，电流密度为1315A/DM2，电镀时间为5767MIN。9如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的加热除氢处理是将电镀复合层后的砂轮基体在200250的温度环境下保温24H。10如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的金刚石磨料在电镀液I中的加入量为4050G/L。权利要求书CN104120484A1/5页3制备具有新型复合镀层的电镀金刚石工具的。
7、方法技术领域0001本发明涉及制备具有新型复合镀层的电镀金刚石工具的方法，属于磨具及磨削技术领域。背景技术0002电镀金刚石工具是采用电化学的方法使金刚石磨料被金属结合剂牢固地包裹在基体材料上而制作成的一种金刚石工具,它广泛应用于机械电子、玻璃、建材、石油钻探等行业。随着经济的发展,科学技术的进步,相关的行业也要求电镀金刚石工具具备效率高、寿命长、磨削精度高的特性。但是传统方法制备的电镀金刚石工具在使用过程中，由于受到的磨削力过大、磨削区域温度升高、工件的冲击力强等原因，导致产生金刚石从镀层中过早脱落，或金刚石在镀层中滑动、滚动以及金刚石工具镀层变形等问题，从而造成金刚石磨料不能充分发挥其作用。
8、。发明内容0003针对现有技术中的电镀金刚石工具存在耐磨性差，如金刚石容易从镀层中脱离，镀层容易变形，导致金刚石磨料不能充分发挥其作用，电镀金刚石工具使用寿命短等问题；本发明的目的是在于提供一种制备镀层硬度高、耐磨性好的电镀金刚石工具的方法，制得的电镀金刚石工具对金刚石磨料的利用率高，使用寿命长，加工产品的成本低，同时提高了工件的加工质量。0004本发明提供了一种制备具有新型复合镀层的电镀金刚石工具的方法，该方法包括以下步骤0005步骤1前处理0006将砂轮基体、金刚石磨料、WC微粉和SIC微粉进行的镀前预处理；0007步骤2电镀镍钴层和上砂层0008以步骤1预处理过的砂轮基体为阴极，以镍板为。
9、阳极，在电镀液I中先预镀镍钴层；再在所述电镀液I中加入步骤1预处理过的金刚石磨料后，进行电镀上砂层；所述的电镀液I由以下组分组成NISO4250300G/L，COSO41520G/L，氯化钠1517G/L，硼酸3035G/L，分散剂00501G/L，溶剂为水；0009步骤3加厚镀0010以步骤2电镀上砂层后的砂轮基体为阴极，以镍板为阳极，置于电镀液II中进行电镀复合层；所述的电镀液II由以下组分组成NISO4280320G/L，COSO41622G/L，氯化钠1618G/L，硼酸3540G/L，分散剂00501G/L，WC微粉3040G/L，SIC微粉2025G/L，溶剂为水；0011步骤4热。
10、处理0012将步骤3电镀复合层后的砂轮基体进行加热除氢处理，即得到具有新型复合镀层的电镀金刚石工具。说明书CN104120484A2/5页40013本发明的制备具有新型复合镀层的电镀金刚石工具的方法还包括以下优选方案0014优选的方案中砂轮基体在镀前进行除油、打磨、活化预处理；所述的金刚石磨料、WC微粉和SIC微粉在镀前进行除油、除杂。0015进一步优选的方案中砂轮基体的镀前预处理先在频率为4050HZ的超声辅助下，置于温度为8090的含除油粉的水溶液中进行洗涤1020MIN，水洗；将水洗后的砂轮基体依次采用240、400、600、800的砂纸进行打磨；打磨后的砂轮基体用浓度为1015VOL的。
11、硫酸溶液进行活化1020S。0016进一步优选的方案中金刚石磨料、WC微粉和SIC微粉的镀前预处理将金刚石磨料、WC微粉和SIC微粉分别和氢氧化钠按质量比113混合，再加入水覆盖固体表面，煮沸1030MIN后，水洗至中性，再加入到2535WT的HNO3溶液中煮沸2040MIN，水洗至中性，干燥。0017优选的方案中步骤3的加厚镀过程中采用循环泵将镀液循环流动，使镀液中的WC微粉和SIC微粉不沉淀。0018优选的方案中WC微粉粒径为35M。0019优选的方案中SIC微粉粒径为35M。0020优选的方案中金刚石磨料粒度型号为270/325。0021优选的方案中预镀镍钴层的工艺条件温度为3045，电。
12、镀液I的PH为3550，电流密度为0810A/DM2，电镀时间为47MIN。0022优选的方案中电镀上砂层的工艺条件电流密度为0911A/DM2，电镀时间为1115MIN。0023优选的方案中电镀复合层的工艺条件温度为3045，PH为3550，电流密度为1315A/DM2，电镀时间为5767MIN。0024优选的方案中加热除氢处理是将电镀复合层后的砂轮基体在200250的温度环境下保温24H。0025优选的方案中金刚石磨料在电镀液I中的加入量为4050G/L。0026优选的方案中分散剂为十二烷基硫酸钠。0027优选的方案中除油粉采用HN132强力除油粉。0028本发明的有益效果本发明的制备具有。
13、新型复合镀层的电镀金刚石工具的方法，与传统的单金属镀层及复合金属镀层金刚石工具的制备方法相比，在电镀加厚的工艺阶段采用加入一定配比WC、SIC微粉的复合镀液电镀，使WC、SIC微粉在金属镀层中起到骨架和硬质点作用，从而提高金属镀层的硬度，极大地改善了电镀金刚石工具的磨削性能。在进一步优选的工艺中，WC、SIC微粉通过循环水泵加压的方式在电镀液中循环流动，并在电化学的动力条件下沉积在金属镀层中，从而避免了采用传统机械搅拌方法出现的粉料沉淀和在镀层中分布不均匀的缺陷。综上所述通过本发明的制备方法获得的具有复合镀层的电镀金刚石工具自锐性好，耐磨性好，解决了在实际加工应用过程中出现的金刚石在镀层中滑动。
14、、滚动和金刚石工具镀层变形等问题，提高了复合镀层的显微硬度，增加了复合镀层对金刚石磨料的把持力，从而提高了金刚石工具的加工效率，延长了其使用寿命，降低了磨削的加工成本，提高了工件的加工质量。此外，本发明的电镀金刚石工具制备工艺简单，成本低，可说明书CN104120484A3/5页5以广泛应用。附图说明0029【图1】为本发明实施例1制得的具有新型复合镀层的电镀金刚石工具的砂轮基体结构示意图。0030【图2】为本发明实施例1制得的具有新型复合镀层的电镀金刚石工具磨削前的表面形貌图。0031【图3】为普通电镀金刚石工具磨削后的表面电子扫描形貌图。0032【图4】为本发明实施例1制得的具有新型复合镀。
15、层的电镀金刚石工具磨削后的表面电子扫描形貌图。0033【图5】为本发明实施例1制得的具有新型复合镀层的电镀金刚石工具的制备工艺流程图。具体实施方式0034以下实施例旨在进一步说明本发明的内容，而不是限制本发明的保护范围。0035实施例10036首先进行金刚石磨料和WC、SIC微粉的镀前处理，将粒度为270/325的金刚石微粉和粒径为3M的WC、SIC微粉分别倒入烧杯内，烧杯中加入微粉2倍质量的氢氧化钠固体，再倒入水配制成溶液，液面高出金刚石磨料和WC、SIC微粉表面约2CM，分别将烧杯放置在可控温的电炉上加热，直至沸腾20MIN左右，用蒸馏水冲洗至中性，再以同样的方法加入稀释至30WT的HNO。
16、3水溶液，加热至沸腾30MIN左右，用蒸馏水再冲洗至中性，放置在干燥箱中烘干备用。0037用蒸馏水配置电镀液，所述预镀和上砂镀的电镀液工艺配方组成如下0038成分NISO4COSO4氯化钠硼酸十二烷基硫酸钠浓度G/L2501515300050039用蒸馏水配置电镀液，所述加厚镀的复合电镀液工艺配方组成如下00400041然后采用28KHZ单槽超声波清洗机加HN132强力除油粉在80的条件下将砂轮基体清洗10MIN，经蒸馏水清洗，直至完全清洁。再采用YB15的精密微型车床，配置专用的6MM弹簧夹头，依次用240、400、600、800砂纸对基体进行机加工打磨；将打磨后的基体依次装在夹具中放入稀释。
17、为15体积比的硫酸溶液中常温下酸洗活化20S，不经清说明书CN104120484A4/5页6洗直接入槽进行电镀。0042将预处理好的砂轮基体和带有阳极袋的两块相同NI板置于上述配置好的预镀电镀液中，以砂轮基体作为阴极，NI板作为阳极，在温度为30，PH值为35，预镀电流密度为1A/DM2的条件下进行预镀，预镀时间为5MIN，然后将上述镀前处理好的金刚石磨料按45G/L的比例加入到镀槽中在电流密度为09A/DM2的条件下上砂镀，上砂时间为15MIN，接着将经上砂镀后的半成品置于上述配置好的加厚镀复合电镀液中，在电流密度为13A/DM2的条件下进行加厚镀，加厚时间为67MIN，为防止WC、SIC微。
18、粉的沉淀，采用水泵使镀液循环流动，镀覆完成后卸下夹具在200条件下放置在烘箱中保温2H进行加热除氢，最后将制成的产品进行成品检验。0043用实施例1制备出的新型复合镀层电镀金刚石工具见附图2与普通电镀金刚石工具相比提高了工具的加工效率，延长了其使用寿命。本次的磨削工件为多功能手机玻璃屏，规格为123858676MM，屏幕上的圆孔直径为104MM，屏幕上长条孔尺寸为9515MM。在磨削相同数量同种工件的条件下，用普通电镀金刚石工具和新型复合镀层金刚石工具分别对工件进行磨削，图3、图4分别为这两种工具参与磨削后的表面电子扫描形貌图，由图3可以看到用普通电镀金刚石工具磨削后工具表面的金刚石磨料脱落现。
19、象严重，所剩无几，而且表面有一些脱落的凹坑被磨屑填满，而且镀层有一定程度上的变形，在这种情况下其磨削力大大降低，加工效率低，使用寿命短，在使用的过程中需要经常更换，难以保证加工工件的表面质量。用实施例1制得的具有复合镀层的电镀金刚石工具对同种规格的工件进行磨削，磨削数量相同，磨削后工具表面的电子扫面形貌图见附图4，由图4可以看出磨削面虽有部分金刚石脱落、磨钝，但是大部分金刚石周围依旧被金属镀层牢牢把持住，没有缝隙，这就避免了金刚石在磨削过程中滚动、滑动的现象，而且金刚石的磨削棱角清晰可见，镀层变形量小，这就大大提高了加工过程中的加工效率，延长了工具的使用寿命，从而降低加工成本。0044实施例2。
20、0045首先进行金刚石磨料和WC、SIC微粉的镀前处理，将粒度为270/325的金刚石微粉和粒径为5M的WC、SIC微粉分别倒入烧杯内，烧杯中加入微粉2倍质量的氢氧化钠固体，再倒入水配制成溶液，液面高出金刚石磨料和WC、SIC微粉表面约2CM，分别将烧杯放置在可控温的电炉上加热，直至沸腾20MIN左右，用蒸馏水冲洗至中性，再以同样的方法加入稀释至30WT的HNO3水溶液，加热至沸腾30MIN左右，用蒸馏水再冲洗至中性，放置在干燥箱中烘干备用。0046用蒸馏水配置电镀液，所述预镀和上砂镀的电镀液工艺配方组成如下0047成分NISO4COSO4氯化钠硼酸十二烷基硫酸钠浓度G/L3002017350。
21、10048用蒸馏水配置电镀液，所述加厚镀的复合电镀液工艺配方组成如下0049说明书CN104120484A5/5页70050然后采用28KHZ单槽超声波清洗机加HN132强力除油粉在90的条件下将砂轮基体清洗20MIN，经蒸馏水清洗，直至完全清洁。再采用YB15的精密微型车床，配置专用的6MM弹簧夹头，依次用240、400、600、800砂纸对基体进行机加工打磨；将打磨后的基体依次装在夹具中放入稀释为10体积比的硫酸溶液中常温下酸洗活化20S，不经清洗直接入槽进行电镀。0051将预处理好的砂轮基体和带有阳极袋的两块相同NI板置于上述配置好的预镀电镀液中，以砂轮基体作为阴极，NI板作为阳极，在温。
22、度为45，PH值为45，预镀电流密度为1A/DM2的条件下进行预镀，预镀时间为7MIN，然后将上述镀前处理好的金刚石磨料按45G/L的比例加入到镀槽中在电流密度为11A/DM2的条件下上砂镀，上砂时间为11MIN，接着将经上砂镀后的半成品置于上述配置好的加厚镀复合电镀液中，在电流密度为15A/DM2的条件下进行加厚镀，加厚时间为57MIN，为防止WC、SIC微粉的沉淀，采用水泵使镀液循环流动，镀覆完成后卸下夹具在250条件下放置在烘箱中保温4H进行加热除氢，最后将制成的产品进行成品检验。0052用实施例2方法制得的具有复合镀层的电镀金刚石工具和实施例1方法制得的电镀金刚石工具具有同样的有点，相对普通电镀金刚石工具加工效率，使用寿命延长。加工过程中金刚石在镀层中无滑动、滚动现象，金刚石工具镀层基本上无变形。说明书CN104120484A1/4页8图1图2说明书附图CN104120484A2/4页9图3说明书附图CN104120484A3/4页10图4说明书附图CN104120484A104/4页11图5说明书附图CN104120484A11。