CN104073860A - 一种电镀金刚石制品的制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电镀金刚石制品的制作工艺，包括镀锡，在胎具内孔镀一层低熔点金属锡,脱模时加热,让锡熔化,便可以使胎具和镀层分离、上砂。这个阶段的主要任务是使金刚石颗粒均匀、单层、较牢固的以孔壁为基准排列好，上砂厚度为金刚石平均粒径的12%～15%效果最佳，卸砂，上砂完成后,要把胎具孔中多余的砂子去掉，初步加厚，进一步加厚，为了保证镀层和刀杆的连接质量,镀层还应进一步加厚约0.8～1mm，当镀层厚度达到要求后,便可关闭直流电源,卸下胎具,并进行清洗，本发明磨粒强度高、硬度大，磨粒耐用度高，导热率高，磨削温度低，膨胀系数小，使用寿命长。

Description

一种电镀金刚石制品的制作工艺

技术领域

本发明涉及一种电镀金刚石制品的制作工艺，属于电镀金刚石制品工艺领域。 

背景技术

超硬材料是指以金刚石为代表的，具有很高硬度的物质的总称。金刚石是自然界目前已知硬度最高的物质，已经获得了广泛应用。立方氮化硼是另一种应用较多的硬度仅次于金刚石的材料，超硬材料的范畴没有一个严格的限定，人们习惯于把金刚石和硬度接近金刚石的材料称为超硬材料，由于超硬材料的硬度很高，因而在制作切削、磨削加工工具和耐磨材料等方面具有特殊的应用价值。超硬材料工具是人类生产工具中的一种先进的加工工具，影响着人类的进步，特别对于现代制造业的发展，超硬材料工具以其超凡的磨削性能创造出非常高的生产效率，作为加工工具，一般都有一定的形状要求，并且必须具有足够高的强度，人工合成的金刚石与立方氮化硼大多为细小的颗粒，难以直接使用，必须借助于称之为结合剂的材料或用特殊方法将其固定在工具的有效工作部位，即通过材料复合技术将其制备成具有一定强度和形状的，可供手工或机械使用的工具。 

随着科学技术的发展，新型材料不断出现，机械加工范围不断扩大，对加工质量要求也不断提高，机械加工向高质量、高精度、高效率、低成本、自动化方向不断发展，超硬材料工具的应用范围越来越广，用量不断增长。目前金刚石工具广泛用于硬质合金、金属陶瓷、铸铁、陶瓷、电子和晶体材料、玻璃、宝石、石材、铁氧体、混凝土、耐火材料、纤维增强塑料等许多材料的切割和磨削加工中，并且无论是在应用领域还是用量方面都还在不断增加中。 

现有的电镀金刚石制品的制作工艺存在以下问题： 

（1）结合剂与金刚石界面未形成完全的化学键合，使其在加工磨损过程中不能保持对磨料的较强把持力； 

（2）金刚石的出刃率低，加工效率低，大部分金刚石磨料工具实际上只发挥了它很低的工作效能小于30%，超过70%的昂贵金刚石脱落后很难再回收利用； 

（3）烧结温度高800℃以上，由于金刚石热稳定性差，烧结时间过长对金刚石造成热损伤，降低了金刚石本身的强度。

发明内容

发明目的：为了针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种电镀金刚石制品的制作工艺。 

技术方案：为实现上述目的，本发明提供了一种电镀金刚石制品的制作工艺，包括如下步骤： 

1、镀锡。在胎具内孔镀一层低熔点金属锡,脱模时加热,让锡熔化,便可以使胎具和镀层分离。在能满足顺利脱模要求前提下该镀层尽量薄,以保证铰刀最终的尺寸和形状精度。酸性光亮镀锡溶液阴极电流效率高,沉积速度快,整平性能好,故采用之。 

2、上砂。这个阶段的主要任务是使金刚石颗粒均匀、单层、较牢固的以孔壁为基准排列好。由于是在内孔进行金刚石颗粒的复合电镀,所以采用埋砂法，上砂时锡镀层厚度要很好控制。镀层太厚,固结金刚石颗粒太多,易发生结团、结瘤现象,不但造成浪费,而且还使后续电镀层表面平整度下降,给镀层和刀杆粘接时准确确定刀杆粘接部位的尺寸带来困难，上砂厚度为金刚石平均粒径的12%～15%效果最佳，这样能保证卸砂后用略硬毛刷从孔中来回刷洗,去掉浮砂后孔壁仍均匀分布有一层砂粒,用手轻撮,砂粒不会脱落。 

3、卸砂，上砂完成后,要把胎具孔中多余的砂子去掉。 

4、初步加厚，铰刀工作时,该层金属是刀具的工作层,其物理机械性能及与金刚石颗粒的融合程度对刀具的使用性能有着决定性的影响。和镍镀层相比,镍钴合金具有良好的硬度和耐磨性,而且硫酸盐溶液中镀出的含钴30%的合金,是硬度最高的镍钴合金41～42HRC,所以用它作为铰刀的工作层对提高铰刀的使用性能有利。电镀镍钴合金的组成见表4,工艺规范见表5。由于金刚石颗粒的影响,该阶段的电流密度不宜取得太大,否则镀层结晶不规则,不能很好地连着原来镀层的晶格做外延生长,内应力大； 

5、进一步加厚，为了保证镀层和刀杆的连接质量,镀层还应进一步加厚约0.8～1mm。这个阶段的镀层对耐磨性、硬度要求降低,而更希望减小应力、提高延展性、提高沉积速度，当镀层厚度达到要求后,便可关闭直流电源,卸下胎具,并进行清洗。

有益效果：本发明现有技术相比具有如下优点： 

1、磨粒强度高、硬度大，磨粒耐用度高；

2、导热率高，磨削温度低； 

3、膨胀系数小，使用寿命长。

附图说明

图1为本实施例的用于一种电镀金刚石制品的流程图。 

具体实施方式

以下结合附图并通过具体实施例对本发明做进一步阐述，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。 

实施例1： 

如图1所示的一种电镀金刚石制品的制作工艺，包括如下步骤：

1、镀锡，在胎具内孔镀一层低熔点金属锡,脱模时加热,让锡熔化,便可以使胎具和镀层分离。在能满足顺利脱模要求前提下该镀层尽量薄,以保证铰刀最终的尺寸和形状精度。酸性光亮镀锡溶液阴极电流效率高,沉积速度快,整平性能好,故采用之。 

2、上砂，这个阶段的主要任务是使金刚石颗粒均匀、单层、较牢固的以孔壁为基准排列好。由于是在内孔进行金刚石颗粒的复合电镀,所以采用埋砂法，上砂时锡镀层厚度要很好控制。镀层太厚,固结金刚石颗粒太多,易发生结团、结瘤现象,不但造成浪费,而且还使后续电镀层表面平整度下降,给镀层和刀杆粘接时准确确定刀杆粘接部位的尺寸带来困难，上砂厚度为金刚石平均粒径的12%效果最佳，这样能保证卸砂后用略硬毛刷从孔中来回刷洗,去掉浮砂后孔壁仍均匀分布有一层砂粒,用手轻撮,砂粒不会脱落。 

3、卸砂，上砂完成后,要把胎具孔中多余的砂子去掉。 

4、初步加厚，铰刀工作时,该层金属是刀具的工作层,其物理机械性能及与金刚石颗粒的融合程度对刀具的使用性能有着决定性的影响。和镍镀层相比,镍钴合金具有良好的硬度和耐磨性,而且硫酸盐溶液中镀出的含钴30%的合金,是硬度最高的镍钴合金41～42HRC,所以用它作为铰刀的工作层对提高铰刀的使用性能有利。由于金刚石颗粒的影响,该阶段的电流密度不宜取得太大,否则镀层结晶不规则,不能很好地连着原来镀层的晶格做外延生长,内应力大； 

5、进一步加厚，为了保证镀层和刀杆的连接质量,镀层还应进一步加厚约0.8mm。这个阶段的镀层对耐磨性、硬度要求降低,而更希望减小应力、提高延展性、提高沉积速度，当镀层厚度达到要求后,便可关闭直流电源,卸下胎具,并进行清洗。

电镀金刚石滚轮已成功地应用于修整成型磨削用的普通砂轮或者直接对工件进行成型磨削，并广泛地用于加工曲轴、轴承、液压阀件等。电镀金刚石手工什锦锉或机用锉刀，以及各种形状的金刚石磨头，广泛应用于加工修磨、以硬质合金或淬液硬钢材制造的模具、或者各种形状的工件表面和内孔，电镀金刚石铰刀已成为液压设备和缝纫机零件绞孔的工具。它具有精度高、效率高、耐用等优点。 

实施例1： 

如图1所示的一种电镀金刚石制品的制作工艺，包括如下步骤：

1、镀锡。在胎具内孔镀一层低熔点金属锡,脱模时加热,让锡熔化,便可以使胎具和镀层分离。在能满足顺利脱模要求前提下该镀层尽量薄,以保证铰刀最终的尺寸和形状精度。酸性光亮镀锡溶液阴极电流效率高,沉积速度快,整平性能好,故采用之。 

2、上砂。这个阶段的主要任务是使金刚石颗粒均匀、单层、较牢固的以孔壁为基准排列好。由于是在内孔进行金刚石颗粒的复合电镀,所以采用埋砂法，上砂时锡镀层厚度要很好控制。镀层太厚,固结金刚石颗粒太多,易发生结团、结瘤现象,不但造成浪费,而且还使后续电镀层表面平整度下降,给镀层和刀杆粘接时准确确定刀杆粘接部位的尺寸带来困难，上砂厚度为金刚石平均粒径的15%效果最佳，这样能保证卸砂后用略硬毛刷从孔中来回刷洗,去掉浮砂后孔壁仍均匀分布有一层砂粒,用手轻撮,砂粒不会脱落。 

3、卸砂，上砂完成后,要把胎具孔中多余的砂子去掉。 

4、初步加厚，铰刀工作时,该层金属是刀具的工作层,其物理机械性能及与金刚石颗粒的融合程度对刀具的使用性能有着决定性的影响。和镍镀层相比,镍钴合金具有良好的硬度和耐磨性,而且硫酸盐溶液中镀出的含钴30%的合金,是硬度最高的镍钴合金41～42HRC,所以用它作为铰刀的工作层对提高铰刀的使用性能有利。电镀镍钴合金的组成见表4,工艺规范见表5。由于金刚石颗粒的影响,该阶段的电流密度不宜取得太大,否则镀层结晶不规则,不能很好地连着原来镀层的晶格做外延生长,内应力大； 

5、进一步加厚，为了保证镀层和刀杆的连接质量,镀层还应进一步加厚约1mm，这个阶段的镀层对耐磨性、硬度要求降低,而更希望减小应力、提高延展性、提高沉积速度，当镀层厚度达到要求后,便可关闭直流电源,卸下胎具,并进行清洗。

电镀金刚石滚轮已成功地应用于修整成型磨削用的普通砂轮或者直接对工件进行成型磨削，并广泛地用于加工曲轴、轴承、液压阀件等，电镀金刚石手工什锦锉或机用锉刀，以及各种形状的金刚石磨头，广泛应用于加工修磨、以硬质合金或淬液硬钢材制造的模具、或者各种形状的工件表面和内孔，电镀金刚石铰刀已成为液压设备和缝纫机零件绞孔的工具，它具有精度高、效率高、耐用等优点。 

刚石在弱酸性溶液中吸附H+（这可由加入金刚石后溶液pH升高而证明），并在电场作用下向阴极缓慢移动，最终吸附在阴极表面，这样当不断在阴极表面吸附时，就把吸附在阴极表面的金刚石不断包裹起来，形成金刚石复合镀层。 

Claims (1)

1.一种电镀金刚石制品的制作工艺，其特征在于:包括如下步骤：

a、镀锡，在胎具内孔镀一层低熔点金属锡,脱模时加热,让锡熔化,便可以使胎具和镀层分离；

在能满足顺利脱模要求前提下该镀层尽量薄,以保证铰刀最终的尺寸和形状精度；

酸性光亮镀锡溶液阴极电流效率高,沉积速度快,整平性能好,故采用之；

b、上砂，这个阶段的主要任务是使金刚石颗粒均匀、单层、较牢固的以孔壁为基准排列好；

由于是在内孔进行金刚石颗粒的复合电镀,所以采用埋砂法，上砂厚度为金刚石平均粒径的12%～15%效果最佳 ；

c、卸砂，上砂完成后,要把胎具孔中多余的砂子去掉； 

d、初步加厚，铰刀工作时,该层金属是刀具的工作层,其物理机械性能及与金刚石颗粒的融合程度对刀具的使用性能有着决定性的影响，硫酸盐溶液中镀出的含钴30%的合金,是硬度最高的镍钴合金41～42HRC,所以用它作为铰刀的工作层对提高铰刀的使用性能有利，由于金刚石颗粒的影响,该阶段的电流密度不宜取得太大,否则镀层结晶不规则,不能很好地连着原来镀层的晶格做外延生长,内应力大； 

e、进一步加厚，为了保证镀层和刀杆的连接质量,镀层还应进一步加厚约0.8～1mm，当镀层厚度达到要求后,便可关闭直流电源,卸下胎具,并进行清洗。