專利名稱：金屬絲材表面電鍍磨料生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及電鍍技術領域，特別是涉及金屬絲材表面電鍍磨料生產工藝。
背景技術：
隨著時代的發展，節能和環保的策略是全世界共同的目標，如太陽能發電產業(晶體硅是主要原料)和LED光電產業(藍寶石是關鍵原料)的體現最為明顯，但是在切割硅材料和藍寶石材料時，傳統工藝采取的多為金剛石帶鋸切割或金剛石內圓鋸切割以及鋼線帶動碳化硅砂漿切割液進行切割等方式。金剛石帶鋸切割的切縫大且切割后的產品面型公差很大，不適合做精密切割加工；金剛石內圓鋸切割效率低、切縫大且不能同時進行多片切割； 鋼線帶動碳化硅砂漿切割切縫小、面型公差小，可以進行多片同時切割，但是依然存在切割效率較低的問題，最主要的問題是切割時用到的碳化硅砂漿切割液很不環保，易造成環境污染問題的發生；但是金鋼線(金屬絲材表面電鍍金剛石磨料制品)卻可以完全滿足切割效率高、切縫小、可同時切割多片產品以及環保等條件要求，且對于碳化硅、砷化鎵、陶瓷復合材等其他超硬脆性的材料，金鋼線都可以切割。金鋼線多采用電鍍的方法在金屬線表面沉積一層或多層金屬，并在金屬沉積層內固結金剛石磨料，使金剛石磨料的部分體積高出金屬線表面而形成具有切割能力的金鋼線。金屬沉積層用來固定金剛石，且該沉積層為連續的，而金剛石顆粒則用來切磨加工。在電鍍過程中，通過給金屬絲通電，使金屬絲周圍形成電場吸附力將金剛石顆粒吸附在金屬絲表面，但由于金剛石為絕緣體，金剛石顆粒吸附速度很慢，生產效率低下，并且金剛石顆粒與金屬沉積層的結合為機械結合(非連續性金屬結合)，結合力和結合強度低，把持力不足，切削產品時容易脫落，使金鋼線壽命降低；并且在吸附絕緣體金剛石顆粒時，為了使金鋼線表面的金剛石顆粒數目足夠多，業內多采用給金屬絲材通大電流，但這會使金屬絲材產生過燒，從而降低金屬絲材的抗拉強度和拉斷力，在以后使用金鋼線切割產品時容易產生斷線現象，并使被切割產品成為廢品，用戶的損失是極大的。當前生產金鋼線的方法存在以下不足
由于設備和生產工藝的限定，導致生產效率低下；由于設備和生產工藝的限定，導致金剛石在金屬線材表面電鍍分布不均勻，導致線材直徑粗細公差過大，最終導致被切割產品的切割損耗量大和切割后產品表面厚度不一致或是超差；金剛石與金屬沉積層為機械結合的，結合力不足；金剛石表面鍍覆金屬層與線材表面金屬沉積層為不同金屬材質結合的，結合力不足；金剛石(充當切削刃作用)固結數量不足夠，導致切削刃不足，切割能力不足；金屬絲通電電流過大而吸附足夠多的金剛石的同時，導致金屬絲容易產生“電燒疲勞”而容易脆斷；金屬沉積層與原金屬絲結合強度不足，結合力差，導致金屬沉積層容易爆開或脫落； 由于采用瓦特型鍍液，導致金屬沉積層內部應力大，在金鋼線磨切產品時，由于摩擦力過大加之走線時線材彎曲，金屬沉積層很容易爆開導致金剛石容易脫落；采用較窄粒度范圍的金剛石或是單一粒度的金剛石，在金鋼線使用過程中金剛石磨損或破裂后，沒有后續的較小粒度的金剛石繼續進行磨切，致使金鋼線使用壽命短；電鍍過程中鍍層里夾雜有不同的有機物雜質或是廢金屬雜質，導致鍍層不連續，柔韌性降低，在金鋼線磨切產品時，由于走線彎曲，金屬沉積層容易爆皮或是脫落。
發明內容
本發明的目的在于避免現有技術中的不足之處而提供一種絲材表面電鍍磨料生產工藝，能夠高速連續化生產，而且通過本工藝制成的絲材表面金剛石分布均勻且結合強度高、使用壽命長。本發明的目的通過以下技術措施實現。金屬絲材表面電鍍磨料生產工藝，包括以下步驟 步驟一金剛石表面化學鍍鎳處理
將金剛石顆粒進行表面化學鍍鎳處理，得到鍍鎳衣金剛石顆粒，所述金剛石顆粒鍍鎳增重 5%-80% ；
步驟二 沖擊鎳電鍍液的配制
將氯化鎳和鹽酸分別按照100-500克/升和10-240毫升/升的比例溶入去離子水或蒸餾水，配成沖擊鎳電鍍液；
步驟三氨基磺酸鎳鍍液與鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液的配制將氨基磺酸鎳、氯化鎳和硼酸分別按照100-1500毫升/升、1-20克/升和10-100克/ 升在20°C 80°C下與去離子水或蒸餾水配制成氨基磺酸鎳鍍液；
取所述鎳鍍衣金剛石顆粒與氨基磺酸鎳鍍液按照質量比例1:100-10000配制成鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液； 步驟四清洗處理
將金屬絲材通過堿性溶液進行除油處理，再通過酸性溶液進行除銹活化處理； 步驟五沖擊鎳電鍍
將步驟四清洗處理過的金屬絲材通過所述沖擊鎳電鍍液，金屬絲材作為陰極進行通電，鎳板作為陽極進行通電，使金屬絲材表面形成鎳金屬沉積過渡層，而后進行清洗； 步驟六將鎳鍍衣金剛石顆粒電鍍在金屬絲材表面
將具有所述鎳金屬沉積過渡層的金屬絲材通過所述鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液，金屬絲材作為陰極進行通電，鎳板作為陽極進行通電，使金屬絲材表面吸附所述鎳鍍衣金剛石顆粒，同時將鎳金屬也電鍍到具有所述鎳金屬沉積過渡層的金屬絲材的表面； 步驟七加厚加固鎳鍍衣金剛石顆粒
將步驟六得到的表面有鎳鍍衣金剛石顆粒的金屬絲材通過所述氨基磺酸鎳鍍液，金屬絲作為陰極進行通電，鎳板作為陽極進行通電； 步驟八電鍍后處理
將步驟七得到的產品通過水洗并進行烘干，最后收線并入庫。步驟四中，所述堿性溶液為濃度50-200克/升的除油粉溶液，所述酸性溶液為 30-200克/升的酸鹽溶液。步驟五中，電鍍電壓為2-5伏特，電流密度為20-60ASD，電鍍時間為5_20秒鐘。步驟六中，電鍍電壓3. 2-9伏特，電鍍時間0. 3-3. 5分鐘。步驟七中，電鍍電壓2. 6-9伏特，電鍍時間3. 8-8分鐘。
步驟五沖擊鎳電鍍液、步驟六鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液和步驟七氨基磺酸鎳鍍液分別設置于鍍槽內，鍍槽內分別設置過濾管，所述過濾管通向循環過濾泵，所述循環過濾泵對鍍槽中的電鍍液進行過濾，將電鍍液夾雜的有機物雜質過濾掉后再泵送回相應鍍槽。進一步地，還包括電解步驟，所述電解步驟中采用0. 1 - 0.5ASD的電流密度對電鍍液進行連續性或是周期性電解。所述金剛石顆粒的粒徑范圍為0. 4-60微米的，所述金屬絲材為直徑0. 08-0. 4毫米的原鋼絲。步驟五中，所述鎳金屬沉積過渡層的厚度為0. 4-1. 2微米。步驟六中，對所述鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液中進行攪拌。本發明的絲材表面電鍍磨料生產工藝，采用表面化學鍍鎳的金剛石和金屬絲作為原料，通過氨基磺酸鎳鍍液可實現高速化生產(1-50米/分鐘)，使金剛石快速的、均勻的被吸附在金屬絲表面并及時加厚加固金剛石，從而實現高速化生產，鎳鍍衣金剛石與鎳鍍層為同種鎳材料結合，屬同種鎳金屬原子力結合，金剛石牢固程度高，產品壽命長、鋸切能力好；適用于高速化生產，可替代現有金鋼線生產工藝。
具體實施例方式結合以下實施例對本發明作進一步說明。金鋼線的質量主要由鍍層的致密性、鍍層的內應力大小、鍍層的厚度、鍍層與金屬絲及金剛石的結合強度、金剛石的分布均勻度、金鋼線的柔軟度、鍍層的連續性、金剛石的牢固程度等等而決定。金鋼線的產量主要由鍍層的沉積速度和金剛石被吸附的速度來決定。實施例1
本實施例的金屬絲材表面電鍍磨料生產工藝，步驟包括 第一步金剛石表面化學鍍鎳處理
將粒度范圍為30-40微米的金剛石顆粒進行表面化學鍍鎳處理，使之表面鍍覆一層致密的且結合強度高的鎳層，最終形成鍍鎳增重56%的鍍鎳衣金剛石顆粒。第二步沖擊鎳電鍍液的配制
將氯化鎳和鹽酸分別按照200克/升和100毫升/升的比例溶入去離子水或蒸餾水， 配成沖擊鎳電鍍液。第三步氨基磺酸鎳鍍液與鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液的配制
將氨基磺酸鎳、氯化鎳和硼酸分別按照350毫升/升、6克/升和10克/升在70°C下與去離子水或蒸餾水配制成氨基磺酸鎳鍍液；
取所述鎳鍍衣金剛石顆粒與氨基磺酸鎳鍍液按照質量比例1 1500配制成鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液，同時在該溶液中設置攪拌裝置。第四步清洗處理
取0. 18毫米直徑的原鋼絲通過濃度為120克/升的除油粉溶液，進行金屬表面除油處理并清洗；隨后通過濃度為30克/升的酸鹽溶液，進行金屬表面除銹和活化處理并清洗。 所述除油粉溶液和酸鹽溶液分別為堿性溶液和酸性溶液，屬于本領域常用試劑，市場有售。第五步沖擊鎳電鍍(打底)將清洗處理過的原鋼絲通過第二步配制好的所述沖擊鎳電鍍液，原鋼絲作為陰極進行通電，鎳板作為陽極進行通電，電鍍電壓為2. 5伏特，電流密度為42ASD，電鍍時間為6秒鐘， 從而使金屬絲表面形成一層致密的0. 5微米厚度的鎳金屬沉積過渡層，而后進行清洗。第六步將鍍鎳衣金剛石顆粒電鍍在金屬絲材表面
將具有所述鎳金屬沉積過渡層的原鋼絲通過第三步配制好的所述鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液，原鋼絲作為陰極進行通電(電鍍電壓4伏特，電鍍時間2分鐘)，鎳板作為陽極進行通電，使原鋼絲表面吸附有足夠多的且均勻分布的所述鎳鍍衣金剛石顆粒，與此同時鎳金屬也電鍍到了具有所述鎳金屬沉積過渡層的原鋼絲的表面，電鍍過程中進行攪拌。第七步加厚加固鎳鍍衣金剛石顆粒
將第六步得到的表面有鎳鍍衣金剛石顆粒的原鋼絲通過所述氨基磺酸鎳鍍液，原鋼絲作為陰極進行通電(電壓3伏特，加厚電鍍時間7分鐘)，給鎳板作為陽極進行通電電鍍。第八步電鍍后處理
將步驟七完成后的制品通過水洗并進行烘干；得到直徑為0. 26毫米(+/-5微米)的金鋼線，最后收線入庫。原鋼絲平均拉斷力為86牛頓，成品金鋼線的平均拉斷力為86-88牛頓，即為原鋼絲拉斷力的100-105%。采用此工藝制造的金鋼線切割直徑為50毫米的藍寶石晶棒，線速度為12米/秒，同時切割50片藍寶石，線張力為34牛頓，金鋼線切割時的搖擺角度為5度， 可得到厚度誤差小于15微米，彎曲度小于20微米的藍寶石晶片，使用壽命10次。對比之下，美國0. 26毫米直徑的金鋼線切割，使用壽命僅有6次。實施例2
本實施例的金屬絲材表面電鍍磨料生產工藝，步驟包括 第一步金剛石表面化學鍍鎳處理
將粒度范圍50-60um的金剛石顆粒進行表面化學鍍鎳處理，使之表面鍍覆一層致密的且結合強度高的鎳層，最終形成鍍鎳增重80%的鍍鎳衣金剛石顆粒。第二步沖擊鎳電鍍液的配制
將氯化鎳和鹽酸分別按照100克/升和240毫升/升的比例溶入去離子水或蒸餾水， 配成沖擊鎳電鍍液。第三步氨基磺酸鎳鍍液與鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液的配制
將氨基磺酸鎳、氯化鎳和硼酸分別按照800毫升/升、15克/升和60克/升在80°C下與去離子水或蒸餾水配制成氨基磺酸鎳鍍液；
將鎳鍍衣金剛石顆粒與氨基磺酸鎳鍍液按照質量比例1:10000配制成鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液，同時在該溶液中增加機械攪拌裝置。第四步清洗處理
取0. 25毫米直徑的原鋼絲通過濃度為70克/升的除油粉溶液進行金屬表面除油處理并清洗，隨后通過濃度為100克/升的酸鹽溶液進行金屬表面除銹和活化處理并清洗。第五步沖擊鎳電鍍(打底)
將清洗處理過的原鋼絲通過第二步配制好的所述沖擊鎳電鍍液，給原鋼絲作為陰極進行通電，給鎳板作為陽極進行通電，電鍍電壓為5伏特，電流密度為60ASD，電鍍時間為7秒鐘，從而使金屬絲表面形成一層致密的1. 2微米厚度的鎳金屬沉積過渡層，而后進行清洗。
第六步將鎳鍍衣金剛石顆粒電鍍在金屬絲材表面
將有鎳金屬沉積過渡層的原鋼絲通過第三步配制好的鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液，給原鋼絲作為陰極進行通電(電鍍電壓8. 5伏特，電鍍時間3. 5分鐘)和給鎳板作為陽極進行通電，使原鋼絲表面吸附有足夠多的且均勻分布的鎳鍍衣金剛石顆粒，同時鎳金屬也電鍍到了具有所述鎳金屬沉積過渡層的原鋼絲的表面。第七步加厚加固鎳鍍衣金剛石顆粒
將第六步得到的表面有鎳鍍衣金剛石顆粒的原鋼絲通過所述氨基磺酸鎳鍍液，給金屬絲作為陰極進行通電(電鍍電壓9伏特，電鍍時間8分鐘)和給鎳板作為陽極進行通電電鍍。第八步電鍍后處理
將步驟七得到的產品通過水洗并進行烘干；最后收線并入庫，得到直徑為0. 36毫米 (+/-5微米)的金鋼線。原鋼絲平均拉斷力為150牛頓，成品金鋼線的平均拉斷力為150-158牛頓，即為原鋼絲拉斷力的100-105%，采用此工藝制造的金鋼線切割直徑為200毫米的單晶硅棒，線速度為8米/秒，同時切割16根單晶硅棒，線張力為80牛頓，可得到公差小于+/-0. 2毫米的單晶硅方棒，使用壽命2次；與之對比，采用美國0. 36毫米直徑的金鋼線切割，使用壽命1 次。實施例3
第一步金剛石表面化學鍍鎳處理
將粒度范圍為0. 4-20um的金剛石顆粒進行表面化學鍍鎳處理，使之表面鍍覆一層致密的且結合強度高的鎳層，最終形成鍍鎳增重5%的鍍鎳衣金剛石顆粒。第二步沖擊鎳電鍍液的配制
將氯化鎳和鹽酸分別按照100克/升和200毫升/升的比例溶入去離子水或蒸餾水， 配成沖擊鎳電鍍液。第三步氨基磺酸鎳鍍液與鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液的配制
將氨基磺酸鎳、氯化鎳和硼酸分別按照100毫升/升、16克/升和65克/升在20°C下與去離子水或蒸餾水配制成氨基磺酸鎳鍍液；
將所述鎳鍍衣金剛石顆粒與所述氨基磺酸鎳鍍液按照質量比例1:100配制成鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液，同時在該溶液中設置機械攪拌裝置。第四步清洗處理
取0. 12毫米直徑的原鋼絲通過濃度為50克/升的除油粉溶液進行金屬表面除油處理并清洗，隨后通過濃度為80克/升的酸鹽溶液進行金屬表面除銹和活化處理并清洗。第五步沖擊鎳電鍍(打底)
將清洗處理過的原鋼絲通過第二步配制好的所述沖擊鎳電鍍液，給原鋼絲作為陰極進行通電，給鎳板作為陽極進行通電，電鍍電壓為2. 2伏特，電流密度為58ASD，電鍍時間為5 秒鐘，從而使原鋼絲表面形成一層致密的0. 6微米厚度的鎳金屬沉積過渡層，而后進行清洗。第六步將鍍鎳衣金剛石顆粒電鍍在金屬絲材表面
將具有鎳金屬沉積過渡層的原鋼絲通過第三步配制好的所述鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液，給原鋼絲作為陰極進行通電(電鍍電壓3. 2伏特，電鍍時間1. 5分鐘)，給鎳板作為陽極進行通電，使原鋼絲表面吸附有足夠多的且均勻分布的鎳鍍衣金剛石顆粒，同時鎳金屬也電鍍到了有鎳金屬沉積過渡層的原鋼絲表面。第七步加厚加固鎳鍍衣金剛石顆粒
將第六步得到的表面有鎳鍍衣金剛石顆粒的原鋼絲通過所述氨基磺酸鎳鍍液，給原鋼絲作為陰極進行通電(電鍍電壓2. 6伏特，電鍍時間3. 8分鐘)和給鎳板作為陽極進行通電電鍍。第八步電鍍后處理
將步驟七得到的產品通過水洗并進行烘干；最后收線并入庫，得到直徑為0. 14毫米 (+/-3微米)的金鋼線。原鋼絲平均拉斷力為45牛頓，成品金鋼線的平均拉斷力為45-47牛頓，即為原鋼絲拉斷力的100-105%，采用此工藝制造的金鋼線切割直徑為125毫米的單晶硅棒，線速度為8米/秒，2根切割300毫米長單晶硅棒，線張力為20牛頓，可得到厚度誤差小于25微米，彎曲度小于50微米的單晶硅晶片，使用壽命2次。與之對比，采用美國0. 14毫米直徑的金鋼線切割，使用壽命1次。實施例4
第一步金剛石表面化學鍍鎳處理
將粒度范圍為0. 4-20um的金剛石顆粒進行表面化學鍍鎳處理，使之表面鍍覆一層致密的且結合強度高的鎳層，最終形成鍍鎳增重30%的鍍鎳衣金剛石顆粒。第二步沖擊鎳電鍍液的配制
將氯化鎳和鹽酸分別按照500克/升和200毫升/升的比例溶入去離子水或蒸餾水， 配成沖擊鎳電鍍液。第三步氨基磺酸鎳鍍液與鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液的配制
將氨基磺酸鎳、氯化鎳和硼酸分別按照1500毫升/升、20克/升和100克/升在60°C 下與去離子水或蒸餾水配制成氨基磺酸鎳鍍液；
將所述鎳鍍衣金剛石顆粒與所述氨基磺酸鎳鍍液按照質量比例1:1000配制成鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液，同時在該溶液中設置機械攪拌裝置。第四步清洗處理
取0. 1毫米直徑的原鋼絲通過濃度為200克/升的除油粉溶液進行金屬表面除油處理并清洗，隨后通過濃度為200克/升的酸鹽溶液進行金屬表面除銹和活化處理并清洗。第五步沖擊鎳電鍍(打底)
將清洗處理過的原鋼絲通過第二步配制好的所述沖擊鎳電鍍液，給原鋼絲作為陰極進行通電，給鎳板作為陽極進行通電，電鍍電壓為2伏特，電流密度為20ASD，電鍍時間為5秒鐘，從而使原鋼絲表面形成一層致密的0. 6微米厚度的鎳金屬沉積過渡層，而后進行清洗。第六步將鎳鍍衣金剛石顆粒電鍍在金屬絲材表面
將具有鎳金屬沉積過渡層的原鋼絲通過第三步配制好的所述鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液，給原鋼絲作為陰極進行通電(電鍍電壓3. 2伏特，電鍍時間0. 3分鐘)，給鎳板作為陽極進行通電，使原鋼絲表面吸附有足夠多的且均勻分布的鎳鍍衣金剛石顆粒，同時鎳金屬也電鍍到了有鎳金屬沉積過渡層的原鋼絲表面。第七步加厚加固鎳鍍衣金剛石顆粒將第六步得到的表面有鎳鍍衣金剛石顆粒的原鋼絲通過所述氨基磺酸鎳鍍液，給原鋼絲作為陰極進行通電(電鍍電壓2. 6伏特，電鍍時間3. 8分鐘)和給鎳板作為陽極進行通電電鍍。第八步電鍍后處理
將步驟七得到的產品通過水洗并進行烘干；最后收線并入庫，得到直徑為0. 13毫米 (+/-3微米)的金鋼線。原鋼絲平均拉斷力為32牛頓，成品金鋼線的平均拉斷力為32-34牛頓，即為原鋼絲拉斷力的100-105%，采用此工藝制造的金鋼線切割直徑為125毫米的單晶硅棒，線速度為8米/秒，2根切割300毫米長單晶硅棒，線張力為20牛頓，可得到厚度誤差小于25微米，彎曲度小于50微米的單晶硅晶片，使用壽命2次。與之對比，采用美國0. 13毫米直徑的金鋼線切割，使用壽命1次。實施例5
本實施例的金屬絲材表面電鍍磨料生產工藝，步驟包括 第一步金剛石表面化學鍍鎳處理
將粒度范圍50-60um的金剛石顆粒進行表面化學鍍鎳處理，使之表面鍍覆一層致密的且結合強度高的鎳層，最終形成鍍鎳增重15%的鍍鎳衣金剛石顆粒。第二步沖擊鎳電鍍液的配制
將氯化鎳和鹽酸分別按照220克/升和150毫升/升的比例溶入去離子水或蒸餾水， 配成沖擊鎳電鍍液。第三步氨基磺酸鎳鍍液與鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液的配制
將氨基磺酸鎳、氯化鎳和硼酸分別按照700毫升/升、17克/升和65克/升在55°C下與去離子水或蒸餾水配制成氨基磺酸鎳鍍液；
將鎳鍍衣金剛石顆粒與氨基磺酸鎳鍍液按照質量比例1:5000配制成鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液，同時在該溶液中增加機械攪拌裝置。第四步清洗處理
取0. 30毫米直徑的原鋼絲通過濃度為80克/升的除油粉溶液進行金屬表面除油處理并清洗，隨后通過濃度為150克/升的酸鹽溶液進行金屬表面除銹和活化處理并清洗。第五步沖擊鎳電鍍(打底)
將清洗處理過的原鋼絲通過第二步配制好的所述沖擊鎳電鍍液，給原鋼絲作為陰極進行通電，給鎳板作為陽極進行通電，電鍍電壓為4伏特，電流密度為32ASD，電鍍時間為10秒鐘，從而使金屬絲表面形成一層致密的1微米厚度的鎳金屬沉積過渡層，而后進行清洗。第六步將鎳鍍衣金剛石顆粒電鍍在金屬絲材表面
將有鎳金屬沉積過渡層的原鋼絲通過第三步配制好的鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液，給原鋼絲作為陰極進行通電(電鍍電壓6伏特，電鍍時間0. 4分鐘)和給鎳板作為陽極進行通電，使原鋼絲表面吸附有足夠多的且均勻分布的鎳鍍衣金剛石顆粒，同時鎳金屬也電鍍到了具有所述鎳金屬沉積過渡層的原鋼絲的表面。第七步加厚加固鎳鍍衣金剛石顆粒
將第六步得到的表面有鎳鍍衣金剛石顆粒的原鋼絲通過所述氨基磺酸鎳鍍液，給金屬絲作為陰極進行通電(電鍍電壓5伏特，電鍍時間7分鐘)和給鎳板作為陽極進行通電電鍍。
第八步電鍍后處理
將步驟七得到的產品通過水洗并進行烘干；最后收線并入庫，得到直徑為0. 40毫米 (+/-5微米)的金鋼線。原鋼絲平均拉斷力為205牛頓，成品金鋼線的平均拉斷力為205-215牛頓，即為原鋼絲拉斷力的100-105%，采用此工藝制造的金鋼線切割直徑為200毫米的單晶硅棒，線速度為10米/秒，同時切割16根單晶硅棒，線張力為85牛頓，可得到公差小于+/-0. 3毫米的單晶硅方棒，使用壽命2次；與之對比，采用美國0. 40毫米直徑的金鋼線切割，使用壽命 1次。本發明與現有制備方法相比具有如下優點
1、生產速度高。金剛石顆粒表面化學鍍鎳(簡稱鎳鍍衣金剛石)，可使金剛石具有導電性能，在給金屬絲通電時容易將金剛石顆粒上鍍在金屬絲表面，使金剛石分布均勻并能夠達到高速化生產的效果。本發明采用氨基磺酸鎳溶液為金屬絲電鍍鎳金屬層，較瓦特型鍍液可實現高速化生產效率，從而可在相等時間內提高金鋼線的產量。2、金剛石顆粒結合穩固。金剛石表面經過化學鍍鎳后，金剛石顆粒與化學鎳鍍層有極高的結合力，并可與后續的第五步形成的用于打底的鎳金屬沉積過渡層、第六步和第七步形成的鎳金屬電鍍層形成連續的、一致的同種鎳金屬鍍層，屬同種鎳金屬原子力結合， 可保證金剛石顆粒牢固地固定在金鋼線表面，切割時不易脫落，延長了金鋼線的使用壽命。 本發明采用氨基磺酸鎳溶液為金屬絲電鍍鎳金屬層，該鎳金屬層較瓦特型鍍液電鍍的鎳金屬層有鍍層內應力極小，柔軟度和柔韌性小，脆性小等優點，致使鍍層在受到沖擊或是較大摩擦力時，鍍層不容易開裂，金剛石不容易脫落等優點。3、金鋼線強度高。本發明的生產工藝中，原鋼絲只需通過相對較小的電流密度就可以吸附足夠多的預先處理好的鍍鎳衣金剛石顆粒，因為鍍鎳衣的金剛石顆粒已經成為導體，因此在相對較小的電鍍電壓作用下運動速度依然很快。相對于作為絕緣體的沒有鍍鎳衣的金剛石顆粒，不需要通過較大的電流密度來吸附金剛石顆粒，所以原鋼絲不至于產生過燒疲勞現象，不會因為過燒導致拉斷力降低和容易脆斷現象，提高了金鋼線的使用壽命。4、金鋼線使用壽命長。本發明采用相對較寬的粒度范圍的金剛石顆粒鍍覆在原鋼絲的表面，金鋼線在切割產品過程中由于較大粒度的金剛石會先被磨損或先破裂，可使較小粒度的鎳鍍衣金剛石顆粒繼續進行切割產品，從而提高了金鋼線的使用壽命；在電鍍過程中鍍槽外有采用循環過濾泵，可過濾掉鍍液中夾雜的有機物雜質，采用小電流密度(以 0.1 - 0.5ASD)對鍍液進行連續性或是周期性電解可去除廢金屬雜質，可使鍍層連續，提高鍍層柔韌性，在金鋼線磨切產品時，由于走線時會有彎曲，金屬鍍層不容易爆皮或是脫落， 提高了金鋼線的使用壽命和質量。最后應當說明的是，以上實施例僅用于說明本發明的技術方案而非對本發明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和范圍。
權利要求
1.金屬絲材表面電鍍磨料生產工藝，其特征在于包括以下步驟 步驟一金剛石表面化學鍍鎳處理將金剛石顆粒進行表面化學鍍鎳處理，得到鍍鎳衣金剛石顆粒，所述金剛石顆粒鍍鎳增重 5%-80% ；步驟二 沖擊鎳電鍍液的配制將氯化鎳和鹽酸分別按照100-500克/升和10-240毫升/升的比例溶入去離子水或蒸餾水，配成沖擊鎳電鍍液；步驟三氨基磺酸鎳鍍液與鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液的配制將氨基磺酸鎳、氯化鎳和硼酸分別按照100-1500毫升/升、1-20克/升和10-100克/ 升在20°C 80°C下與去離子水或蒸餾水配制成氨基磺酸鎳鍍液；取所述鎳鍍衣金剛石顆粒與氨基磺酸鎳鍍液按照質量比例1:100-10000配制成鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液； 步驟四清洗處理將金屬絲材通過堿性溶液進行除油處理，再通過酸性溶液進行除銹活化處理； 步驟五沖擊鎳電鍍將步驟四清洗處理過的金屬絲材通過所述沖擊鎳電鍍液，金屬絲材作為陰極進行通電，鎳板作為陽極進行通電，使金屬絲材表面形成鎳金屬沉積過渡層，而后進行清洗； 步驟六將鎳鍍衣金剛石顆粒電鍍在金屬絲材表面將具有所述鎳金屬沉積過渡層的金屬絲材通過所述鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液，金屬絲材作為陰極進行通電，鎳板作為陽極進行通電，使金屬絲材表面吸附所述鎳鍍衣金剛石顆粒，同時將鎳金屬也電鍍到具有所述鎳金屬沉積過渡層的金屬絲材的表面； 步驟七加厚加固鎳鍍衣金剛石顆粒將步驟六得到的表面有鎳鍍衣金剛石顆粒的金屬絲材通過所述氨基磺酸鎳鍍液，金屬絲作為陰極進行通電，鎳板作為陽極進行通電； 步驟八電鍍后處理將步驟七得到的產品通過水洗并進行烘干，最后收線并入庫。
2.根據權利要求1所述的金屬絲材表面電鍍磨料生產工藝，其特征在于步驟四中，所述堿性溶液為濃度50-200克/升的除油粉溶液，所述酸性溶液為30-200克/升的酸鹽溶液。
3.根據權利要求1所述的金屬絲材表面電鍍磨料生產工藝，其特征在于步驟五中，電鍍電壓為2-5伏特，電流密度為20-60ASD，電鍍時間為5_20秒鐘。
4.根據權利要求1所述的金屬絲材表面電鍍磨料生產工藝，其特征在于步驟六中，電鍍電壓3. 2-9伏特，電鍍時間0. 3-3. 5分鐘。
5.根據權利要求1所述的金屬絲材表面電鍍磨料生產工藝，其特征在于步驟七中，電鍍電壓2. 6-9伏特，電鍍時間3. 8-8分鐘。
6.根據權利要求1所述的金屬絲材表面電鍍磨料生產工藝，其特征在于步驟五沖擊鎳電鍍液、步驟六鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液和步驟七氨基磺酸鎳鍍液分別設置于鍍槽內，鍍槽內分別設置過濾管，所述過濾管通向循環過濾泵，所述循環過濾泵對鍍槽中的電鍍液進行過濾，將電鍍液夾雜的有機物雜質過濾掉后再泵送回相應鍍槽。
7.根據權利要求6所述的金屬絲材表面電鍍磨料生產工藝，其特征在于還包括電解步驟，所述電解步驟中采用0.1 - 0.5ASD的電流密度對電鍍液進行連續性或是周期性電解。
8.根據權利要求1所述的金屬絲材表面電鍍磨料生產工藝，其特征在于所述金剛石顆粒的粒徑范圍為0. 4-60微米，所述金屬絲材為直徑0. 08-0. 4毫米的原鋼絲。
9.根據權利要求1所述的金屬絲材表面電鍍磨料生產工藝，其特征在于步驟五中，所述鎳金屬沉積過渡層的厚度為0. 4-1. 2微米。
10.根據權利要求1所述的金屬絲材表面電鍍磨料生產工藝，其特征在于步驟六中， 對所述鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液中進行攪拌。
全文摘要
金屬絲材表面電鍍磨料生產工藝，包括以下步驟步驟一金剛石表面化學鍍鎳處理；步驟二沖擊鎳電鍍液的配制；步驟三氨基磺酸鎳鍍液與鎳鍍衣金剛石混合電鍍溶液的配制；步驟四清洗處理；步驟五沖擊鎳電鍍；步驟六將鎳鍍衣金剛石電鍍在金屬絲材表面；步驟七加固鎳鍍衣金剛石顆粒；步驟八電鍍后處理。本發明采用表面化學鍍鎳的金剛石和金屬絲作為原料，通過氨基磺酸鎳鍍液可實現高速化生產，鎳鍍衣金剛石與鎳鍍層為同種鎳材料結合，屬同種鎳金屬原子力結合，金剛石牢固程度高，產品壽命長、鋸切能力好。
文檔編號C25D15/00GK102191525SQ20111011089
公開日2011年9月21日 申請日期2011年4月29日 優先權日2011年4月29日
發明者薛旺 申請人:東莞市維普精密五金電子科技有限公司