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磨料三维多层可控排布电镀砂轮的若干研究

放大字体  缩小字体发布日期:2012-08-01  浏览次数:649
核心提示:本文提出了一种制备磨料三维可控排布电镀砂轮的新方法。该方法利用激光切割技术和丝网印刷技术制作出一种能涂敷在砂轮基体上的掩膜。在电镀时掩膜能阻止金属离子在其表面上形成电镀层,并在其微型腔内实现多层磨粒的电化学沉积
 摘要:传统工艺制造的固结磨料磨具,特别是电镀超硬磨料磨具,由于磨粒十分细小,造成磨削过程中磨具工作表面极易堵塞、导致磨具过早失效或产生磨削热损伤,严重阻碍了零件加工质量和加工效率的进一步提高。为解决上述缺陷,使磨具中的磨粒或磨料群及其间距能够按照使用要求进行科学地排列或分布是最有效的方法之一。

针对这一问题,本文提出了一种制备磨料三维可控排布电镀砂轮的新方法。该方法利用激光切割技术和丝网印刷技术制作出一种能涂敷在砂轮基体上的掩膜。在电镀时掩膜能阻止金属离子在其表面上形成电镀层,并在其微型腔内实现多层磨粒的电化学沉积,以便使砂轮基体上形成具有一定体积和形状的微磨料群,实现磨具中的磨粒或磨料群可控排布。

本文首先采用正交试验的方法对脉冲电镀对Ni-Co镀层性能的影响进行了研究,得到了较佳的脉冲电镀工艺参数,为制作磨料三维多层可控排布电镀砂轮提供了电镀工艺参数。同时,用SEM对不同脉冲参数下的镀层表面形貌进行观测,在微观上分析了各参数对镀层性能的影响。除此之外,将脉冲电镀和直流电镀在镀层显微硬度、镀层表面形貌、电镀效率等方面进行了比较,结果显示:脉冲镀层的晶粒细小,致密度高,显微硬度明显高于直流镀层;在电镀效率上,脉冲电流的间隔时间对脉冲电镀影响不大,脉冲电镀与直流电镀的效率大体相同。 其次,探索性地研究了基于激光切割技术和丝网印刷技术的磨料可控排布电镀砂轮的掩膜制备方法,对制作掩膜的两种技术工艺和可行性作了大量的试验.

研究结果表明:基于丝网印刷技术制作的掩膜厚度在0.06mm左右,有明显的锥度,适用于单层高粒度电镀砂轮;基于激光切割技术制作的掩膜厚度在0.12mm左右,适用于多层高粒度电镀砂轮或单层低粒度电镀砂轮。 最后在上述研究的基础上对磨料多层可控分布电镀砂轮的制作工艺进行了大量试验研究并制作出砂轮样件。

对研制的磨料多层可控排布电镀砂轮进行表面形貌观测和磨料固结强度检测的结果表明:新研制的磨料多层可控排布电镀砂轮上的磨料群具有一定形状和高度,磨料群内的磨粒分布较均匀,磨粒的把持力较好,磨料的微刃锋利,在进行磨削时应具有良好的磨削性能。

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