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发布时间:2016-08-16 14:23:57

电镀人造金刚石制品通常以钢材为基体,应用电镀的方法镀上一层镍或镍基合金作为结合剂而制成的。人造金刚石磨料就镶嵌在镀层中,结合剂金属是以电结晶方式从溶液中沉积在基体上。

常见电镀金刚石制品有磨头、磨杆、铰刀、掏料刀、内园与外园切割片、各种机用和手工锉刀、修整滚轮等。这些制品常用来磨削小孔和特殊型面、套料和切割半导体材料。电镀地质钻头和扩孔器、具有间断工作面的电镀磨刀砂轮、网状柔软磨具、各种电镀磨轮(平形、杯形、成型磨轮、无心磨轮)、电镀珩磨油石、砂带、排锯、线锯等也广泛被应用。

电镀金刚石制品制造工艺一般包括以下几个方面:金刚石的选择与表面处理、电镀规范的规定、电镀液的配制、基体机械加工与镀前表面处理、施镀、检查包装等。

所用人造金刚石一般应选择等积形高强度品种,金刚石在使用前经净化和亲水化处理。人造金刚石粒度直接影响加工效率和表面光洁度及金刚石的消耗量。在满足光洁度要求的前提下,应尽量选用粗粒度,以提高效率。在一般的磨削中,金刚石磨具选用的粒度范围如下:

磨削工艺      选用粒度范围

粗磨          80~100目

半精磨        120~180目

精磨         180目~W40

研磨、抛光        W40~W1

电镀液可以长期使用,平时只需注意维护和调整,用了一段时间要对溶液进行净化处理,除去杂质离子和油污,并对其成分测试和调整。钢基体预先加工好,根据使用要求决定加工精度和型面光洁度,为保证结合力锐边应倒角。

下面谈一谈基体镀前表面处理和电镀这两个主要步骤。

金属工件表面的油污、氧化皮、锈斑都将使金属表面与电解液接触时形成中间夹层,阻碍金属和电 解液界面发生电化学反应,并造成金属表面局部甚 至全部没有镀层,因此,对基体进行认真的表面准备工作是十分必要的。

镀前处理工序主要是除油、浸蚀和改变工件的表面状态。常用的除油方法有:有机溶剂除油、碱液化学除油、碱液电解除油。在工作时可根据具体情况选用,有时几种方法联合使用除油效果更好。化学除油是利用碱溶液对油脂的皂化作用以除去皂化油,利用表面活性剂的乳化作用除去非皂化油。电解除油比化学除油速度快,功效高,除油彻底,目前多采用电解除油,电解除油时金属工件既可以在阴极上进行也可在阳极上进行,阴极电解除油所析出的气体为氢气,气泡多而小除油效率高,但会表面渗氢引起氢脆。阳极电解除油所析出的为氧气,气泡少除油效率低,优点是无氢脆,去油液中杂质金属离子不会镀在表面上造成挂灰现象,应根据工件材料性质而选择阴极或阳极电解。

除锈酸腐蚀是镀前处理的重要一环,工件经过除锈酸腐蚀后使电镀表面露出新鲜的铁层,才能在它表面上进行有效的电镀。常用的除锈方法有机械法、化学法和电化学法等,机械方法有喷砂、刷光、抛光、磨光、滚光等。化学法和电化学酸腐蚀法是在酸液中除去金属工件表面氧化皮,不良的表层组织,反应式如下:

常用电镀设备有镀槽、导电装置、加热与温控装置、电镀电源装置,在电镀之前,应准备就绪,启动加热装置使它达到50℃并保温,经过表面活化后的基体迅速带电入槽进行预镀,预镀电流密度影响镀层与基体结合力,一般不采用冲击电流,带电入槽后让电流逐渐升高到要求值为宜。

上砂一般有两种方法:落砂法、埋砂法,各有使用对象。落砂法一次只能完成一个面上砂,对于多面的基体需要改换方向多次上砂,落砂法砂层薄,电镀液流通性好,电流密度可比埋砂法稍大,对平面工件上砂比较合适。埋砂法周围砂层较厚,电解液透过性差,电流密度小,每次上砂时间较长。但一次可以完成各个表面的上砂,适用于园柱形和其它复杂型面的工件上砂。不同基体上砂时间也不一样,与基体形状大小、上砂方式有关。上砂完毕卸砂,增大电流加厚,镀到电镀层包覆磨料1/2以上为止。有时需要装饰光亮镀镍,工件出槽,清洗,卸夹具进行修整,经表面活化入槽镀光亮镍,镀到光亮为止,这样工件上未镀金刚石的部位也一同镀上一薄层光亮镍,作为防护装饰性镀层,但要注意金刚石磨具的高精度安装面不能镀金属层必须严格保护。工件镀光 亮后水洗烘干涂上防锈油成品包装。我厂生产的YKA7232数控蜗杆砂轮磨齿机上的金刚石滚轮是我室研制的,它可以无数次地修整砂轮。

目前在加工铁族合金材料时,较多地采用立方氮化硼(CBN)磨料代替金刚石磨料。因为金刚石尤其是人造金刚石在磨钢铁时易发生#粘附现象,降低磨削效率并提高磨削温度,金刚石耐高温性能又比CBN差,一般要用冷却液降温,而CBN耐温可达1000℃以上,不用冷却液而干磨工件,所以在加工不锈钢、镍基合金时通常采用CBN磨轮。但CBN的抗压强度不及人造成金刚石,CBN磨轮必须高速旋转,使表面磨粒的线速度提高才能显示其磨削效率。CBN磨轮的基体加工精度要求也较高,旋转时表面跳动精度应小于0.005mm,若大于0.03mm则磨轮寿命、磨削质量、磨削效率均大大降低。电镀CBN磨轮的加工工艺与金刚石磨轮大致相同。

至于电镀高精度磨轮和修整滚轮,则要采用阴模基体内镀法加工,不在本文中讨论。

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