CN101476117A - 采用化学镀镍制作齿轮式金刚石修磨轮的方法 - Google Patents

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于涛
陈修龙
范云霄
王素玉
孙景友
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Shandong University of Science and Technology
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Abstract

本发明涉及一种采用化学镀镍制作齿轮式金刚石修磨轮的方法，包括以下步骤：1.制作修磨轮基体轮。2.根据所制作的齿轮形超硬修磨轮的精度，选用80目－200目之间的人造金刚石微粉，依次用热浓HNO3、HCl及H2SO4处理，溶去生产过程中可能混入的杂质，然后漂洗、干燥备用。3.配制化学镀镍－磷合金镀液。4.化学镀工艺。采用化学镀镍－磷/金刚石的方法，相比电镀法有以下明显优点：成本与外镀法相差不大，但由于化学镀镀层厚度非常均匀，化学镀液的分散力接近100％，因此精度要明显高于外镀法；相对于内镀法，精度相差不大，但由于不需制作高精度的镀模，成本要远低于内镀法，且制作周期缩短；化学镀是靠基材的自催化活性才能起镀，其结合力一般均优于电镀。

Description

采用化学镀镍制作齿轮式金刚石修磨轮的方法
技术领域
本发明涉及齿轮加工领域，具体地说，涉及一种以化学方法制作齿轮式金刚石修磨轮的方法。
背景技术
齿轮形超硬修磨轮是指在齿轮形钢质基体齿面上镀敷一层超硬磨料(金刚石或立方氮化硼)而形成的一种高精度修形工具。这种修磨轮具有与被加工工件相同的几何参数，可用来对砂轮、珩磨轮、剃齿刀等齿轮加工工具进行修形。在各种高精度复杂型面超硬修形滚轮中，齿轮形超硬修磨轮的精密制造是难度最大的一种，其制造误差要经过二次加工传递并放大到工件上，因此，齿轮形超硬修磨轮的制作质量一直是我国硬齿面齿轮高效精加工领域里的一项技术难关。
目前齿轮形超硬修磨轮的镀层主要采用电镀工艺，又分为内镀法和外镀法。外镀法是直接在齿轮形基体齿面上镀一层超硬磨粒，由于在镀覆时电场的边角效应，以及磨料尺寸分散度较大，均会使镀覆后的磨粒在表面上外露高度不一致，影响修磨轮的制作精度和使用效果。外镀法的特点是制作工艺简单，尤其对于有齿向修形要求时，但精度稍差。内镀法要先制作一个与修磨轮实际形状相反的成型模(阴模)，修磨轮轮齿的外形面是成型模的型腔面。制作时，先将金刚石磨粒镀在成型模上，再用电镀法将磨粒固定在基体上，然后去除成型模。该法的特点是制作工艺复杂，对设备及制作工艺要求较高，因而修磨轮的制造成本较高，但精度及耐用度均较高。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的在齿轮形钢质基体齿面上镀敷一层超硬磨料所采用的电镀方式存在的不足，提供一种化学浸镀制作齿轮式金刚石修磨轮的方法。
本发明的技术方案为：一种采用化学镀镍制作齿轮式金刚石修磨轮的方法，包括以下步骤：
1、制作修磨轮基体轮。应根据由修磨轮修形的工具(如砂轮、珩轮、剃齿刀等)所加工工件的精度等级来逆推基体轮的精度等级，依次递增一级精度，一般基体轮的精度比被加工工件的精度提高二级以上。基体轮与被加工工件的基本参数应一致，即模数m、压力角A、齿数z、变位系数x、螺旋角β等应与被加工工件的相应参数一致。公法线尺寸减少镀层的2倍厚度。
2、根据所制作的齿轮形超硬修磨轮的精度，选用80目-200目之间的人造金刚石微粉，精度高的目数高，但修磨轮的锋利度降低。依次用热浓HNO3、HCl及H2SO4处理，溶去生产过程中可能混入的杂质，特别是具有活性的金属Ni、Co、Cu、Fe等，然后漂洗、干燥备用。
3、配制化学镀镍-磷合金镀液，主要包含氯化镍、次磷酸盐、络合剂，其中络合剂是柠檬酸盐。该镍-磷合金镀液中各成份含量为氯化镍25-60克/升，次磷酸盐10-50克/升，柠檬酸盐8-20克/升。配制过程为：(1)按配制镀液的体积分别称量出计算量的各种药品，分别用少许蒸馏水将其分别溶解，由于镍盐在室温水中溶解速度很慢，必须用热水并在不断搅拌下溶解；(2)将溶解后的柠檬酸盐及其它添加剂在搅拌条件下与氯化镍溶液混合；(3)将另配制的还原剂溶液在搅拌条件下倒入，用蒸馏水将所得的溶液稀释到计算体积，并用1M氢氧化钠溶液调节镀液的PH值；(4)加入稳定剂，必要时过滤。
4.化学镀工艺。将制作好的修磨轮基体进行镀前处理，过程为：化学除油、热水清洗、冷水清洗、电解清洗、浸酸活化、冷水清洗、去离子水洗或预热浸洗，放入上述镍-磷合金镀液中，应用喷涂设备及工具将金刚石微粉定向随机地喷涂于修磨轮齿面上，在50-80℃浸镀10-20小时，水洗，热风吹干。
本发明的有益效果为：采用化学镀镍-磷/金刚石的方法，制作高精度齿轮式金刚石修磨轮，相比电镀法有以下明显优点：成本与外镀法相差不大，但由于化学镀镀层厚度非常均匀，化学镀液的分散力接近100％，无明显的边缘效应，几乎是基体齿轮的复制，因此精度要明显高于外镀法；相对于内镀法，精度相差不大，但由于不需制作高精度的镀模，成本要远低于内镀法，且省去了镀模的制作时间，制作周期缩短；化学镀是靠基材的自催化活性才能起镀，其结合力一般均优于电镀。
具体实施方式
本发明的第一具体实施例，制造一种采用化学镀镍制作齿轮式金刚石修磨轮的方法，包括以下步骤：
1、制作修磨轮基体轮，根据由修磨轮修形的工具(如砂轮、珩轮、剃齿刀等)所加工工件的精度等级来逆推基体轮的精度等级，依次递增一级精度，一般基体轮的精度比被加工工件的精度提高二级以上。基体轮与被加工工件的基本参数应一致，即模数m、压力角A、齿数z、变位系数x、螺旋角β等应与被加工工件的相应参数一致。公法线尺寸减少镀层的2倍厚度。
2、根据所制作的齿轮形超硬修磨轮的精度，选用120目之间的人造金刚石微粉，精度高的目数高，但修磨轮的锋利度降低。依次用热浓HNO3、HCl及H2SO4处理，溶去生产过程中可能混入的杂质，特别是具有活性的金属Ni、Co、Cu、Fe等，然后漂洗、干燥备用。
3、配制化学镀镍-磷合金镀液，主要包含氯化镍、次磷酸盐、络合剂，其中络合剂是柠檬酸盐。该镍-磷合金镀液中各成份含量为氯化镍25-60克/升，次磷酸盐10-50克/升，柠檬酸盐8-20克/升。配制过程为：(1)按配制镀液的体积分别称量出计算量的各种药品，分别用少许蒸馏水将其分别溶解，由于镍盐在室温水中溶解速度很慢，必须用热水并在不断搅拌下溶解；(2)将溶解后的柠檬酸盐及其它添加剂在搅拌条件下与氯化镍溶液混合；(3)将另配制的还原剂溶液在搅拌条件下倒入，用蒸馏水将所得的溶液稀释到计算体积，并用1M氢氧化钠溶液调节镀液的PH值；(4)加入稳定剂，必要时过滤。
4.化学镀工艺。将制作好的修磨轮基体进行镀前处理，过程为：化学除油、热水清洗、冷水清洗、电解清洗、浸酸活化、冷水清洗、去离子水洗或预热浸洗，放入上述镍-磷合金镀液中，应用喷涂设备及工具将金刚石微粉定向随机地喷涂于修磨轮齿面上，在50-80℃浸镀10-20小时，水洗，热风吹干。

Claims (4)

1.一种采用化学镀镍制作齿轮式金刚石修磨轮的方法，其特征在于包括以下步骤：
a)制作修磨轮基体轮；
b)根据所制作的齿轮形超硬修磨轮的精度，选取人造金刚石微粉；
c)配制化学镀镍-磷合金镀液，；
d)开始化学浸镀；
所述的镀液包含氯化镍、次磷酸盐、络合剂，其中络合剂是柠檬酸盐，其配制过程为：
(1)按配制镀液的体积分别称量出计算量的各种药品，分别用少许蒸馏水将其分别溶解，溶解时，应用热水并不断搅拌；(2)将溶解后的柠檬酸盐及添加剂在搅拌条件下与氯化镍溶液混合；(3)将还原剂溶液在搅拌条件下倒入，用蒸馏水将所得的溶液稀释到计算体积，并用氢氧化钠溶液调节镀液的PH值；(4)加入稳定剂，必要时过滤；
所述的化学浸镀过程中，首先将制作好的修磨轮基体进行镀前处理，过程为：化学除油、热水清洗、冷水清洗、电解清洗、浸酸活化、冷水清洗、去离子水洗或预热浸洗，镀前处理完成后放入上述镍-磷合金镀液中，应用喷涂设备及工具将金刚石微粉定向随机地喷涂于修磨轮齿面上，其后在50-80℃浸镀10-20小时，水洗，热风吹干。
2.如权利要求1所述的采用化学镀镍制作齿轮式金刚石修磨轮的方法，其特征在于：所述的选取人造金刚石微粉时，修磨轮的精度越高，则选取的人造金刚石微粉的目数越高，金刚石微粉的目数在80目-200目。
3.如权利要求1或2的任意一项所述的采用化学镀镍制作齿轮式金刚石修磨轮的方法，其特征在于：所选用的金刚石微粉依次用热浓HNO3、HCl及H2SO4处理，溶去生产过程中混入的杂质，包括具有活性的金属Ni、Co、Cu、Fe，然后漂洗、干燥备用。
4.如权利要求1所述的采用化学镀镍制作齿轮式金刚石修磨轮的方法，其特征在于：所述的镍-磷合金镀液中各成份含量为氯化镍25-60克/升，次磷酸盐10-50克/升，柠檬酸盐8-20克/升。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102199764A (zh) * 2011-05-11 2011-09-28 芜湖海成科技有限公司 一种金刚石复合镀镀层
CN105063706A (zh) * 2015-07-31 2015-11-18 河南黄河旋风股份有限公司 一种化学镀镍金刚石微粉的前处理方法
CN106540978A (zh) * 2016-10-14 2017-03-29 南京理工大学常熟研究院有限公司 一种带有表面磨削功能的微挤压模具

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Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20090708