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复合电镀(Ni-Fe)-金刚石工艺

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-16  浏览次数:691

引 言

当前复合电镀Ni-金刚石工艺广泛地应用于制造金刚石磨具、刃具,如制造切割单晶硅的内圆或外圆刀片,制造金刚石磨头、金刚石砂轮及金刚石锉刀等等。用复合电镀(Ni-Fe)-金刚石工艺代替复合电镀Ni-金刚石工艺取得良好的效果。

1 电镀镍一铁合金工艺规范

1.1 镀液组成及工艺条件

NiS04·7H20

200 g/L

NiCl2·6H20

60 g/L

FeS04·7H20

30 g/L

Na3C6H607·2H20

30 g/L

H3:B03

40 g/L

C6H4COS02NH

3 g/L

791光亮剂

3 mL/L

C12H25S04Na

0.2 g/L

θ

50~70℃

pH

3~4

JK

2~3 A/dm2

1.2工艺说明

1)791光亮剂是1,4丁炔二醇、环氧氯丙烷和环氧丙烷的缩合物(辽宁沈阳光明化学厂生产)。

(Ni-Fe)-金刚石镀液中没有791光亮剂或添加量不足。则镀层上有黑色或灰黑色条纹。

2)氯化镍可用氯化钠代替,用量另行计算。

3)硫酸亚铁不稳定,二价铁易被氧化成三价,过量的三价铁对镀液是有害的。如果硫酸亚铁已经变为黄色,则不宜使用。采用比较稳定的硫酸亚铁铵代替硫酸亚铁,效果相同,因其用量比镍盐少,不会形成溶解度较小的硫酸镍铵沉淀。

4)阳极可用镍和低碳钢同时悬挂(SNi:Sfe=8:1)或交替使用。长期单独使用镍阳极要注意添加硫酸亚铁。

5)控制pH,镀液在使用过程中pH有升高的趋势,溶液中会有氢氧化物沉淀产生,使镀层粗糙。

6)电镀时可不搅拌或阳极不移动,但宜用较低的阴极电流密度。

2镍一铁合金镀液及镀层的特点

2.1镀液性能

镀液的沉积速度快。以不锈钢为阴极,用阴极电流密度为2 A/dm2,电镀10 min和90 min,从不锈钢上揭下镀层进行测量,其平均厚度分别为llµm和80µm,沉积速度约为1 lLm/min。

2.2镀层性能

1)镀层韧性好。从不锈钢上揭下的厚度为11µm,对折后用两指搓捻,不破不碎;厚度为80µm的镀层对折不断。

2)镀层成分:取镀层分析,镍的质量分数为70%。

3)镀层和基体的结合力好。将薄铁片去油酸洗后直接人镍一铁合金镀液中电镀,用阴极电流密度为2A/dm2,电镀20 min,镀层厚约20µm。取出试片,反复弯折,直至断裂,镀层无起皮现象。

4)电镀镍一铁合金中途可以断电。将薄铁皮试片先镀10 min,关闭电源,可取出(但不清洗)观察,3min后继续电镀10 min,此试片任意弯折,直至断裂,无起皮分层现象。

3复合电镀(Ni.Fe)-金刚石工艺

3.1镀前准备

如果磨具或刃具的本体是普通钢材,则按一般的镀前处理进行;如果基体是不锈钢,则要按不锈钢镀前处理进行。

镀前还应对基体上的非刃口部分进行绝缘处理,以节约金刚石的消耗。

3.2粘砂

一般用埋砂法进行。即在含有金刚石粉的镍一铁合金镀液里,不用搅拌,金刚石沉于下部,将磨具的刃口部分埋在金刚石粉中,通电电镀。

粘砂时,最好是金刚石粉沉落在基体刃口之上,而不是基体刃口压在金刚石粉上;前者粘砂多,使用寿命长,后者粘砂少,使用寿命短。

粘砂电镀时间不宜过短,否则粘砂少。具体时间要根据金刚石粉的粒度而定,粒度愈大,粘砂电镀时间就要愈长。比如用直径30µm左右的金刚石粉,粘砂电镀时间以不少于10 min为好。至少得有10µm厚的镀层才能把金刚石粉粘连在基体金属上。

如果粘砂电镀时间更长,刃口上粘金刚石粉就更多,(Ni.Fe)·金刚石复合镀层会更厚,磨具的使用寿命会更长些,消耗的金刚石也就更多。当然,粘砂电镀时间不易过长,因镀层越厚,其内应力越大、易开裂、起皮。同时,刃口的尺寸也会改变。

3.3加厚

加厚电镀可在粘砂镀液中进行,只要将粘好砂的磨具基体和金刚石粉脱离接触,在上部澄清液中电镀即可。也可将磨具从粘砂镀液中取出,移至另外的镍一铁合金镀液中进行电镀,因镍·铁合金电镀允许中途断电,对镀层结合力无影响。

加厚电镀的目的是使粘连在刃口上的金刚石粉牢固地固定在刃口上。镀层厚度应和金刚石粉粒的直径相当。太厚或太薄都不合适。

加厚电镀的磨具、刃具,经清洗、去除绝缘层、烘干即为成品。

使用(Ni-Fe)-金刚石复合电镀工艺来制造金刚石磨具刃具,具有提高工效、缩短制造周期、节约镍、镀层牢靠、刃口使用寿命长等优点。同时它的镀液比瓦特镍镀液耐杂质污染、电镀操作时还允许中途断电,减少了起皮、分层所造成的废次品率。

镍.铁合金镀液是在瓦特镍镀液基础上添加亚铁盐、柠檬酸盐及光亮剂配制而成,操作条件与瓦特镍相仿。用(Ni-Fe)-金刚石复合电镀工艺制造金刚石磨具、刃具,具有很好的应用前景。

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