一種電鍍金剛石制品的制作工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種電鍍金剛石制品的制作工藝，包括鍍錫，在胎具內孔鍍一層低熔點金屬錫,脫模時加熱,讓錫熔化,便可以使胎具和鍍層分離、上砂。這個階段的主要任務是使金剛石顆粒均勻、單層、較牢固的以孔壁為基準排列好，上砂厚度為金剛石平均粒徑的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，進一步加厚，為了保證鍍層和刀桿的連接質量,鍍層還應進一步加厚約0.8～1mm，當鍍層厚度達到要求后,便可關閉直流電源,卸下胎具,并進行清洗，本發明磨粒強度高、硬度大，磨粒耐用度高，導熱率高，磨削溫度低，膨脹系數小，使用壽命長。
【專利說明】—種電鍍金剛石制品的制作工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電鍍金剛石制品的制作工藝，屬于電鍍金剛石制品工藝領域。
【背景技術】
[0002]超硬材料是指以金剛石為代表的，具有很高硬度的物質的總稱。金剛石是自然界目前已知硬度最高的物質，已經獲得了廣泛應用。立方氮化硼是另一種應用較多的硬度僅次于金剛石的材料，超硬材料的范疇沒有一個嚴格的限定，人們習慣于把金剛石和硬度接近金剛石的材料稱為超硬材料，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應用價值。超硬材料工具是人類生產工具中的一種先進的加工工具，影響著人類的進步，特別對于現代制造業的發展，超硬材料工具以其超凡的磨削性能創造出非常高的生產效率，作為加工工具，一般都有一定的形狀要求，并且必須具有足夠高的強度，人工合成的金剛石與立方氮化硼大多為細小的顆粒，難以直接使用，必須借助于稱之為結合劑的材料或用特殊方法將其固定在工具的有效工作部位，即通過材料復合技術將其制備成具有一定強度和形狀的，可供手工或機械使用的工具。
[0003]隨著科學技術的發展，新型材料不斷出現，機械加工范圍不斷擴大，對加工質量要求也不斷提高，機械加工向高質量、高精度、高效率、低成本、自動化方向不斷發展，超硬材料工具的應用范圍越來越廣，用量不斷增長。目前金剛石工具廣泛用于硬質合金、金屬陶瓷、鑄鐵、陶瓷、電子和晶體材料、玻璃、寶石、石材、鐵氧體、混凝土、耐火材料、纖維增強塑料等許多材料的切割和磨削加工中，并且無論是在應用領域還是用量方面都還在不斷增加中。
[0004]現有的電鍍金剛石制品的制作工藝存在以下問題:
(1)結合劑與金剛石界面未形成完全的化學鍵合，使其在加工磨損過程中不能保持對磨料的較強把持力；
(2)金剛石的出刃率低，加工效率低，大部分金剛石磨料工具實際上只發揮了它很低的工作效能小于30%，超過70%的昂貴金剛石脫落后很難再回收利用；
(3)燒結溫度高800°C以上，由于金剛石熱穩定性差，燒結時間過長對金剛石造成熱損傷，降低了金剛石本身的強度。
【發明內容】
[0005]發明目的:為了針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種電鍍金剛石制品的制作工藝。
[0006]技術方案:為實現上述目的，本發明提供了一種電鍍金剛石制品的制作工藝，包括如下步驟:
1、鍍錫。在胎具內孔鍍一層低熔點金屬錫，脫模時加熱，讓錫熔化，便可以使胎具和鍍層分離。在能滿足順利脫模要求前提下該鍍層盡量薄，以保證鉸刀最終的尺寸和形狀精度。酸性光亮鍍錫溶液陰極電流效率高，沉積速度快，整平性能好，故采用之。2、上砂。這個階段的主要任務是使金剛石顆粒均勻、單層、較牢固的以孔壁為基準排列好。由于是在內孔進行金剛石顆粒的復合電鍍，所以采用埋砂法，上砂時錫鍍層厚度要很好控制。鍍層太厚，固結金剛石顆粒太多，易發生結團、結瘤現象，不但造成浪費，而且還使后續電鍍層表面平整度下降，給鍍層和刀桿粘接時準確確定刀桿粘接部位的尺寸帶來困難，上砂厚度為金剛石平均粒徑的12%~15%效果最佳，這樣能保證卸砂后用略硬毛刷從孔中來回刷洗，去掉浮砂后孔壁仍均勻分布有一層砂粒，用手輕撮，砂粒不會脫落。
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，鉸刀工作時，該層金屬是刀具的工作層，其物理機械性能及與金剛石顆粒的融合程度對刀具的使用性能有著決定性的影響。和鎳鍍層相比，鎳鈷合金具有良好的硬度和耐磨性，而且硫酸鹽溶液中鍍出的含鈷30%的合金，是硬度最高的鎳鈷合金41~42HRC,所以用它作為鉸刀的工作層對提高鉸刀的使用性能有利。電鍍鎳鈷合金的組成見表4，工藝規范見表5。由于金剛石顆粒的影響，該階段的電流密度不宜取得太大，否則鍍層結晶不規則，不能很好地連著原來鍍層的晶格做外延生長，內應力大；
5、進一步加厚,為了保證鍍層和刀桿的連接質量，鍍層還應進一步加厚約0.8~1mm。這個階段的鍍層對耐磨性、硬度要求降低，而更希望減小應力、提高延展性、提高沉積速度，當鍍層厚度達到要求后，便可關閉直流電源，卸下胎具，并進行清洗。
[0007]有益效果:本發明現有技術相比具有如下優點:
1、磨粒強度高、硬度大，磨粒耐用度高；
2、導熱率高，磨削溫度低；
3、膨脹系數小，使用壽命長。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1為本實施例的用于一種電鍍金剛石制品的流程圖。
【具體實施方式】
[0009]以下結合附圖并通過具體實施例對本發明做進一步闡述，應當指出:對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。
[0010]實施例1:
如圖1所示的一種電鍍金剛石制品的制作工藝，包括如下步驟:
1、鍍錫，在胎具內孔鍍一層低熔點金屬錫，脫模時加熱，讓錫熔化，便可以使胎具和鍍層分離。在能滿足順利脫模要求前提下該鍍層盡量薄，以保證鉸刀最終的尺寸和形狀精度。酸性光亮鍍錫溶液陰極電流效率高，沉積速度快，整平性能好，故采用之。
2、上砂，這個階段的主要任務是使金剛石顆粒均勻、單層、較牢固的以孔壁為基準排列好。由于是在內孔進行金剛石顆粒的復合電鍍，所以采用埋砂法，上砂時錫鍍層厚度要很好控制。鍍層太厚，固結金剛石顆粒太多，易發生結團、結瘤現象，不但造成浪費，而且還使后續電鍍層表面平整度下降，給鍍層和刀桿粘接時準確確定刀桿粘接部位的尺寸帶來困難，上砂厚度為金剛石平均粒徑的12%效果最佳，這樣能保證卸砂后用略硬毛刷從孔中來回刷洗，去掉浮砂后孔壁仍均勻分布有一層砂粒，用手輕撮，砂粒不會脫落。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，鉸刀工作時，該層金屬是刀具的工作層，其物理機械性能及與金剛石顆粒的融合程度對刀具的使用性能有著決定性的影響。和鎳鍍層相比，鎳鈷合金具有良好的硬度和耐磨性，而且硫酸鹽溶液中鍍出的含鈷30%的合金，是硬度最高的鎳鈷合金41~42HRC,所以用它作為鉸刀的工作層對提高鉸刀的使用性能有利。由于金剛石顆粒的影響，該階段的電流密度不宜取得太大，否則鍍層結晶不規則，不能很好地連著原來鍍層的晶格做外延生長，內應力大；
5、進一步加厚，為了保證鍍層和刀桿的連接質量，鍍層還應進一步加厚約0.8mm。這個階段的鍍層對耐磨性、硬度要求降低，而更希望減小應力、提高延展性、提高沉積速度，當鍍層厚度達到要求后，便可關閉直流電源，卸下胎具，并進行清洗。
[0011]電鍍金剛石滾輪已成功地應用于修整成型磨削用的普通砂輪或者直接對工件進行成型磨削，并廣泛地用于加工曲軸、軸承、液壓閥件等。電鍍金剛石手工什錦銼或機用銼刀，以及各種形狀的金剛石磨頭，廣泛應用于加工修磨、以硬質合金或淬液硬鋼材制造的模具、或者各種形狀的工件表面和內孔，電鍍金剛石鉸刀已成為液壓設備和縫紉機零件絞孔的工具。它具有精度高、效率高、耐用等優點。
[0012]實施例1:
如圖1所示的一種電鍍金剛石制品的制作工藝，包括如下步驟:
1、鍍錫。在胎具內孔鍍一層低熔點金屬錫，脫模時加熱，讓錫熔化，便可以使胎具和鍍層分離。在能滿足順利脫模要求前提下該鍍層盡量薄，以保證鉸刀最終的尺寸和形狀精度。酸性光亮鍍錫溶液陰極電流效率高，沉積速度快，整平性能好，故采用之。
2、上砂。這個階段的主要任務是使金剛石顆粒均勻、單層、較牢固的以孔壁為基準排列好。由于是在內孔進行金剛石顆粒的復合電鍍，所以采用埋砂法，上砂時錫鍍層厚度要很好控制。鍍層太厚，固結金剛石顆粒太多，易發生結團、結瘤現象，不但造成浪費，而且還使后續電鍍層表面平整度下降，給鍍層和刀桿粘接時準確確定刀桿粘接部位的尺寸帶來困難，上砂厚度為金剛石平均粒徑的15%效果最佳，這樣能保證卸砂后用略硬毛刷從孔中來回刷洗，去掉浮砂后孔壁仍均勻分布有一層砂粒，用手輕撮，砂粒不會脫落。
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，鉸刀工作時，該層金屬是刀具的工作層，其物理機械性能及與金剛石顆粒的融合程度對刀具的使用性能有著決定性的影響。和鎳鍍層相比，鎳鈷合金具有良好的硬度和耐磨性，而且硫酸鹽溶液中鍍出的含鈷30%的合金，是硬度最高的鎳鈷合金41~42HRC,所以用它作為鉸刀的工作層對提高鉸刀的使用性能有利。電鍍鎳鈷合金的組成見表4，工藝規范見表5。由于金剛石顆粒的影響，該階段的電流密度不宜取得太大，否則鍍層結晶不規則，不能很好地連著原來鍍層的晶格做外延生長，內應力大；
5、進一步加厚，為了保證鍍層和刀桿的連接質量，鍍層還應進一步加厚約1mm，這個階段的鍍層對耐磨性、硬度要求降低，而更希望減小應力、提高延展性、提高沉積速度，當鍍層厚度達到要求后，便可關閉直流電源，卸下胎具，并進行清洗。
[0013]電鍍金剛石滾輪已成功地應用于修整成型磨削用的普通砂輪或者直接對工件進行成型磨削，并廣泛地用于加工曲軸、軸承、液壓閥件等，電鍍金剛石手工什錦銼或機用銼刀，以及各種形狀的金剛石磨頭，廣泛應用于加工修磨、以硬質合金或淬液硬鋼材制造的模具、或者各種形狀的工件表面和內孔，電鍍金剛石鉸刀已成為液壓設備和縫紉機零件絞孔的工具，它具有精度高、效率高、耐用等優點。
[0014]剛石在弱酸性溶液中吸附H+ (這可由加入金剛石后溶液pH升高而證明)，并在電場作用下向陰極緩慢移動，最終吸附在陰極表面，這樣當不斷在陰極表面吸附時，就把吸附在陰極表面的金剛石不斷包裹起來，形成金剛石復合鍍層。
【權利要求】
1.一種電鍍金剛石制品的制作工藝，其特征在于:包括如下步驟: a、鍍錫，在胎具內孔鍍一層低熔點金屬錫，脫模時加熱，讓錫熔化，便可以使胎具和鍍層分離； 在能滿足順利脫模要求前提下該鍍層盡量薄，以保證鉸刀最終的尺寸和形狀精度； 酸性光亮鍍錫溶液陰極電流效率高，沉積速度快，整平性能好，故采用之； b、上砂，這個階段的主要任務是使金剛石顆粒均勻、單層、較牢固的以孔壁為基準排列好; 由于是在內孔進行金剛石顆粒的復合電鍍，所以采用埋砂法，上砂厚度為金剛石平均粒徑的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，鉸刀工作時，該層金屬是刀具的工作層，其物理機械性能及與金剛石顆粒的融合程度對刀具的使用性能有著決定性的影響，硫酸鹽溶液中鍍出的含鈷30%的合金，是硬度最高的鎳鈷合金41~42HRC，所以用它作為鉸刀的工作層對提高鉸刀的使用性能有利，由于金剛石顆粒的影響，該階段的電流密度不宜取得太大，否則鍍層結晶不規則，不能很好地連著原來鍍層的晶格做外延生長，內應力大； e、進一步加厚, 為了保證鍍層和刀桿的連接質量，鍍層還應進一步加厚約0.8~Imm,當鍍層厚度達到要求后，便可關閉直流電源，卸下胎具，并進行清洗。
【文檔編號】C25D15/00GK104073860SQ201410315089
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月4日 優先權日:2014年7月4日
【發明者】張躍進, 陳相華 申請人:江蘇海緯集團有限公司