金剛石線生產裝置生產金剛石線的方法

金剛石線生產裝置生產金剛石線的方法
【專利摘要】本發明涉及一種金剛石線生產裝置生產金剛石線的方法，其中的生產裝置包括：包括上砂筒、固定在該上砂筒內壁上的呈正極的鎳塊和適于穿行于該上砂筒的中心軸的鋼絲線，該鋼絲線呈負極，鄰近所述上砂筒的上端口、或上砂筒的底部、或所述上砂筒的外周設有旋轉磁場發生裝置，該旋轉磁場發生裝置適于生成繞該上砂筒的中心軸旋轉的磁場，該磁場旋轉時磁力線適于切割上砂筒內的鍍液，使鍍液中產生徑向電流并使經陽離子處理的金剛石顆粒與鎳離子一同結合在所述鋼絲線上。
【專利說明】
金剛石線生產裝置生產金剛石線的方法
技術領域
[0001]本發明涉及金剛石線的技術領域，具體是一種金剛石線的生產裝置生產金剛石線的方法。【背景技術】
[0002]硬脆材料如硅晶體、藍寶石、石英晶體材料等在近幾年得到了高速發展，而切割這些材料的工藝主要有內外圓切割和線鋸切割等，由于線鋸切割的優點:高效、低成本、窄切縫、污染小已基本取代了其他的切割方法。而線鋸切割中金剛石線的切割有大大優于砂線切割，金剛石線的切割效率是砂線切割的3倍，切縫更小，特別是硅片切割，金剛石線切割的硅片光能轉換率高于砂線切割的硅片。
[0003]目前市場上金剛石線的常規生產方法是采用落砂法和埋砂法，其制作方法是由放線倫放出金屬裸線，經過除油、除漆、預鍍鎳、上砂、鍍鎳加厚、清洗、烘干、收線等工序，而落砂法和埋砂法的區別是線在水平移動時落砂法是從線的上方將金剛石微粉均勻地撒在鍍液里移動的線上，而埋砂法是將移動的裸線從鍍液里金剛石微粉中穿過。這兩種方法的弊端是速度慢，且金剛石顆粒收到自重和移動過程中阻力的影響，都不能均勻分布在鋼絲線上，從而影響切割效果。
【發明內容】

[0004]本發明要解決的技術問題是提供一種工藝方法簡單，操作方便，金剛石顆粒在鋼絲線上快速沉淀，且沉積均勻性好，沉積密度可以根據需要調控，電鍍層對金剛石顆粒的把持力高的金剛石線生產裝置生產金剛石線的方法。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種金剛石線生產裝置，其包括上砂筒、固定在該上砂筒內壁上的呈正極的鎳塊和適于穿行于該上砂筒的中心軸的鋼絲線，該鋼絲線呈負極，鄰近所述上砂筒的上端口、或上砂筒的底部、或所述上砂筒的外周設有旋轉磁場發生裝置，該旋轉磁場發生裝置適于生成繞該上砂筒的中心軸旋轉的磁場，該磁場旋轉時磁力線適于切割上砂筒內的鍍液，使鍍液中產生徑向電流并使經陽離子處理的金剛石顆粒與鎳離子一同結合在所述鋼絲線上。
[0006]作為一種實施方式，所述旋轉磁場發生裝置包括:設于一旋轉支架上的同圓周徑向對稱分布的多對磁塊，所述圓周的圓心在所述上砂筒的中心軸上。徑向對稱的一對磁塊的相鄰端的磁極相同，相鄰磁塊的內側端的磁極相反。磁塊為永磁體或電磁鐵。
[0007]作為一種優化實施方式，所述上砂筒包括非金屬材質的外筒體、套設于該外筒體內的雙層網狀筒體，所述鎳塊固定在該雙層網狀筒體的筒壁中，且該上砂筒垂直設置。鎳塊適于在電鍍過程中釋放出鎳離子，采用雙層網狀筒體放置鎳塊，可方便鎳塊的更換。作為優選的方案，鎳塊包括沿上砂筒的中心軸均勻、水平同圓周分布的多塊，鎳塊也可以是水平固定在外筒體中的鎳圈，該鎳圈與所述上砂筒同中心軸。本發明在外筒體內設置雙層網狀筒體，可方便鎳塊的裝配和定期更換;作為進一步優選的方案，所述雙層網狀筒體采用金屬網制成，優選鈦網；使用時，只需將該金屬網連接直流正極，即可使各鎳塊呈正極，方便了裝配;同時，金屬網不易屏蔽磁場，且可使電離出的鎳離子圍繞鋼絲線均勻分布。
[0008]所述磁塊的內側端面為適于與所述上砂筒的外壁配合的圓弧面，以使磁塊端部的磁力線沿著筒壁均勻分布，且該磁塊的內側端的橫截面呈喇叭狀，以擴大磁塊端部的面積， 提尚磁力線的覆蓋面積，進而提尚電鏈效果。
[0009]所述上砂筒的下端口密封連接有底板，該底板的中心設有適于使所述鋼絲線穿行的中心通孔，所述上砂筒的正下方設有用于收集并存儲電鍍液的上砂槽，該上砂槽中的電鍍液通過栗輸入所述上砂筒，以使電鍍液循環利用。
[0010]應用所述生產裝置的金剛石線的生產方法，其包括如下步驟:A、鋼絲線的表面處理；B、配制鍍液；C、將電鍍液放入上砂槽中，并將電鍍液由上砂槽輸入上砂筒中，再在上砂筒上內的鎳塊上接入直流正極；D、使鋼絲線從上砂筒的下端中心穿入，再從上端中心穿出，并在處于穿行狀態的鋼絲線上接入直流負極，同時所述旋轉磁場發生裝置生成繞該上砂筒的中心軸旋轉的磁場，磁力線切割上砂筒內的鍍液，使鍍液中產生徑向電流并使經陽離子處理的金剛石顆粒與鎳離子一同結合在所述鋼絲線上；E、固砂和收線:先是鍍鎳并使鍍層為金剛石顆粒粒徑的1/2至1/3,再依次經過清洗、烘干和收線。
[0011]配制電鍍液時，每升鍍液中包括:金剛石微粉20-60克拉、氨基磺酸鎳200-600g、氯化鎳 10-40g、硼酸 30-50g。[〇〇12]為防止電鍍液的結晶，電鍍液保持在40-60°C。
[0013]本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點:(1)本發明的電鍍液由金剛石微粉、氨基磺酸鎳、氯化鎳、硼酸和水混合攪拌而成，其金剛石顆粒經攪拌后呈懸浮狀態，在本配方中由于氨基磺酸鎳具有不揮發、內應力低、電鍍速度快、溶解度大等特性，所以使用氨基磺酸鎳為電鍍主鹽的鍍液能獲得比硫酸鎳為電鍍主鹽的鍍液機械性能更優良的金屬鍍層，具體表現在:a、氨基磺酸鎳的電流密度范圍比硫酸鎳的范圍要大得多，所以鍍液電流的效率高，可節約電鍍的時間，從而提高了生產效率;b、 以氨基磺酸鎳為電鍍主鹽的鍍液，鍍層結晶細致，均勻平滑，色澤光亮;c、以氨基磺酸鎳為電鍍主鹽的鍍液，鍍層內應力低，沉積速度快，延展性好，鍍層含硫量低于〇.003%; d、氨基磺酸鎳無污染、無臭味、對人體毒性小，而硫酸鎳對人體有毒、遇水放熱引起水的沸騰而傷害人的表皮、接觸塵沫及有機物、有時能引起燃燒或爆炸、氣霧化后對環境的污染較大。
[0014](2)本發明的金剛石線的生產裝置適于生成繞該上砂筒的中心軸旋轉的磁場，該磁場旋轉時磁力線適于切割上砂筒內的鍍液，使鍍液中產生徑向電流并使經陽離子處理的金剛石顆粒與鎳離子一同均勻地結合在所述鋼絲線上。
[0015](3)本發明將上砂筒垂直放置，適于使鋼絲線四周的金剛石顆粒對金剛石線的受力所受外界阻力影響相等，加上電鍍液是從上砂槽中由栗輸出，使電鍍液中金剛石顆粒始終處于懸浮狀，所以本發明能使金剛石顆粒均勻地電鍍到鋼絲線上。【附圖說明】
[0016]為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據的具體實施例并結合附圖， 對本發明作進一步詳細的說明，其中圖1為實施例中的旋轉磁場發生裝置的結構圖。【具體實施方式】 [〇〇17] 實施例1見圖1，本實施例的金剛石線的生產裝置，包括上砂筒1、設于上砂筒1內的鎳塊和適于穿行于該上砂筒1的中心軸的鋼絲線2,該鋼絲線2呈負極，上砂筒1的底部設有旋轉磁場發生裝置，該旋轉磁場發生裝置適于生成繞該上砂筒的中心軸旋轉的磁場，該磁場旋轉時磁力線適于切割上砂筒1內的鍍液，使鍍液中產生徑向電流并使經陽離子處理的金剛石顆粒與鎳離子一同結合在所述鋼絲線2上。
[0018]所述旋轉磁場發生裝置包括:設于一電機驅動其旋轉的旋轉支架3上的同圓周徑向對稱分布的2至8對磁塊4,所述圓周的圓心在所述上砂筒1的中心軸上。旋轉支架3由非導磁材料制成，如ABS等材料。
[0019]徑向對稱的一對磁塊4的相鄰端的磁極相同，相鄰磁塊4的內側端41的磁極相反。 磁塊4為永磁體或電磁鐵，各磁塊4工作時的磁性強度相同；工作時，通過調整電磁鐵的磁性強度或旋轉支架3的轉速，特征電鍍的速度。
[0020]所述上砂筒1包括非金屬材質的外筒體、套設于該外筒體內的由鈦網制成的雙層網狀筒體，雙層網狀筒體的筒壁中固定有鎳塊，且該上砂筒垂直設置。作為優選的方案，鎳塊包括沿上砂筒的中心軸均勻、水平同圓周分布的多塊，(若不采用雙層網狀筒體，鎳塊可以是水平固定在外筒體中的鎳圈，該鎳圈與所述上砂筒同中心軸。所述鎳塊或鎳圈通過螺釘直接固定在外筒體的內壁上)。
[0021]所述磁塊的內側端面為適于與所述上砂筒的外壁配合的圓弧面，且該磁塊的內側端的橫截面呈喇叭狀。
[0022]所述上砂筒的下端口密封連接有底板，該底板的中心設有適于使所述鋼絲線穿行的中心通孔，所述上砂筒的正下方設有用于收集并存儲電鍍液的上砂槽，該上砂槽中的電鍍液通過栗輸入所述上砂筒。[〇〇23] 實施例2本實施例的金剛石線的生產方法包括下述步驟:第一步:剛絲線的表面處理首先是對鋼絲線表面的油脂和氧化層進行清洗，清洗的方法是先用堿液清洗后水洗， 再用弱酸清洗后再水洗。[〇〇24]第二步:選擇合適的金剛石顆粒金剛石顆粒的大小是根據鋼絲線徑的大小而不同而確定，金剛石顆粒的大小以10-50um為宜，同時選用的金剛石顆粒應被陽離子處理過為妥，因為金剛石顆粒質量的好壞將決定金剛石線的質量的好壞。[〇〇25]第三步:配制金剛石電鍍液金剛石電鍍液的好壞決定金剛石顆粒與鋼絲線的結合強度以及結合的時間，所以在整個金剛石線的生產過程中金剛石電鍍液決定著金剛石顆粒能否有效地鍍到鋼絲裸線上，以及鍍在鋼絲裸線上的效果，所以該配方是本發明的一個重要的輔助環節。電鍍液的配制方法是每升電鍍液中包括:金剛石微粉20-60克拉、氨基磺酸鎳200-600g、氯化鎳10-40g、硼酸 30-50g〇
[0026]第四步:將金剛石顆粒電鍍到鋼絲裸線上該過程是本發明的一個重要環節，其方法是先將電鍍液放入上砂槽以便使用，再將鋼絲線從上砂筒的底部中心位置穿入再從上砂筒的上部的中心位置穿出，穿好鋼絲線后再將電鍍液用栗打入上砂筒中。[〇〇27] 這個過程的原理是:由于鋼絲線是直流電負極，而上砂筒是直流電正極，且鋼絲線又處于上砂筒的中心軸上，這樣在上砂筒中就形成了一個以鋼絲線為中心的電場，在電場的作用下，上砂筒中的鎳塊會分解出呈陽性的鎳離子進入電鍍液中，而電鍍液中的鎳離子則會游離到鋼絲線上并還原成鎳分子，以鎳的形式將吸附在鋼絲線上的金剛石顆粒一同包裹在鋼絲線上，這就形成了一個電鍍槽。為了使金剛石顆粒能夠均勻地吸附在鋼絲線上，其方法是在上砂筒的下方安裝一個環形的電磁場，由于在此之前金剛石顆粒已作陽離子處理，具體的方法是先在金剛石顆粒表面包一層鎳離子，當電磁環形磁鐵旋轉時其磁力線與鍍液中的金剛石顆粒呈垂直方向的運動，這樣鍍液中的磁力就會轉化為電力從而使金剛石顆粒帶電并有正極呈現，而鋼絲線是帶負極電流的，所以金剛石顆粒受靜電的作用而有規律地吸附到鋼絲線上，當鋼絲線從下方的電磁場中運動到上方的上砂筒中時，鋼絲線上所吸附的金剛石顆粒就會與游離到負極上還原的鎳分子一同結合在鋼絲線上，這是電鍍原理。[〇〇28] 第五步:固砂和收線該過程是為了鞏固金剛石顆粒鋼絲線上的把持力，當金剛線從上砂筒穿出后，首先是鍍鎳，以加厚鍍層，并使鍍層為金剛石顆粒粒徑的1/2至1/3,再依次經過清洗、烘干并收線， 即可得到成型產品。
[0029]在制作生產金剛石線工具時應注意，由于電鍍液是酸性的，且需要加熱，因此選擇的材料應以耐酸耐溫的材料為宜。而從上砂槽中輸入到上砂筒中的鍍液，為保持鍍液中金剛石顆粒一直保持懸浮狀態，鍍液必需一直向上砂筒中輸入，所以在上砂筒的上端應設有回流的出口，這樣鍍液就可以循環使用了，綜上所述，本發明工藝簡單，操作方便，上砂速度快，金剛石微粉利用率高，所生產的金剛石線在電鏡下，無堆積，鋼絲線四周顆粒分布均勻， 是一種高效快速生產金剛石線的方法。
[0030]實施例3選用0.11mm的鋼絲線，將線穿入設備中；配制金剛石電鍍液:稱取氨基磺酸鎳60000g、氯化鎳3000g、硼酸4500g，將這些化學原料放入電鍍液配制槽中，向配制電鍍液的槽中加入純水并不斷攪拌，最終鍍液達到150升， 抽取電鍍液70升加入到電鍍槽中，再在電鍍槽中加入2100g經過陽離子處理的金剛石微粉， 攪拌電鍍液并加熱至50度，電鍍液配制結束。[0031 ]開動收線機，速度調至每分鐘3米，對鋼絲線施加0.5安培的直流電，這時0.11mm的鋼絲線在導輪的牽引下從上砂筒中穿出，金剛石顆粒就被均勻地鍍到鋼絲線上，經過加厚、沖洗和烘干后即制成成品金剛石線。
[0032] 實施例4選用0.25mm的鋼絲線，將線穿入設備中；配制金剛石電鍍液:稱取氨基磺酸鎳60000g、氯化鎳3000g、硼酸4500g，將這些化學原料放入電鍍液配制槽中，向配制電鍍液的槽中加入純水并不斷攪拌，最終鍍液達到150升， 抽取電鍍液70升加入到電鍍槽中，再在電鍍槽中加入2800g經過處理的金剛石微粉，攪拌電鍍液并加熱至50度，電鍍液配制結束。[〇〇33] 開動收線機，速度調至每分鐘3米，對鋼絲線施加0.75安培的直流電，這時0.25mm 的鋼絲線在導輪的牽引下從上砂筒中穿出，金剛石顆粒就被均勻地鍍到鋼絲線上，經過加厚、沖洗和烘干后即制成成品金剛石線。[〇〇34]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之中。
【主權項】
1.一種金剛石線生產裝置生產金剛石線的方法，金剛石線生產裝置包括:上砂筒、固定 在該上砂筒內壁上的呈正極的鎳塊和適于穿行于該上砂筒的中心軸的鋼絲線，該鋼絲線呈 負極，其特征在于:鄰近所述上砂筒的上端口設有旋轉磁場發生裝置，該旋轉磁場發生裝置適于生成繞該 上砂筒的中心軸旋轉的磁場，該磁場旋轉時磁力線適于切割上砂筒內的鍍液，使鍍液中產 生徑向電流并使經陽離子處理的金剛石顆粒與鎳離子一同結合在所述鋼絲線上；所述的生產裝置生產金剛石線的方法，包括如下步驟:A、鋼絲線的表面處理；B、配制鍍液；C、將電鍍液放入上砂槽中，并將電鍍液由上砂槽輸入上砂筒中，再在上砂筒內的鎳塊 上接入直流正極；D、使鋼絲線從上砂筒的下端中心穿入，再從上端中心穿出，并在處于穿行狀態的鋼絲 線上接入直流負極，同時所述旋轉磁場發生裝置生成繞該上砂筒的中心軸旋轉的磁場，磁 力線切割上砂筒內的鍍液，使鍍液中產生徑向電流并使經陽離子處理的金剛石顆粒與鎳離 子一同結合在所述鋼絲線上。
【文檔編號】C25D7/06GK106087004SQ201610458081
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2013年5月9日
【發明人】不公告發明人
【申請人】吳紅平