CN104357895B - 一种电镀金刚石线锯丝上砂装置及其上砂方法 - Google Patents

Abstract

一种电镀金刚石线锯丝上砂装置及其上砂方法，包括水平布置的主上砂装置和补充上砂装置，两个装置均包括上砂槽、储液槽和磨粒分散盒，上砂槽设置在储液槽的上方，储液槽底部设置微型水泵，微型水泵与磨粒分散盒连接，磨粒分散盒与上砂槽连接，第一上砂槽和第二上砂槽的侧壁上均设置有钢丝进孔、钢丝出孔和溢流孔；磨粒分散盒中至少一处设置有超声波换能器。分别通过主上砂装置和补充上砂装置完成主上砂和补充上砂。该装置提高了磨粒在镀液中的分散性，改善锯丝表面上砂团聚的现象；通过主上砂和补充上砂两个过程，改善锯丝上下面上砂不均导致表面磨粒分布出现阴阳面问题，保证最终锯丝表面磨粒的突出高度具有较好的一致性。

Description

一种电镀金刚石线锯丝上砂装置及其上砂方法

技术领域

本发明涉及一种用于电镀金刚石线锯丝的上砂装置，属于固结磨料锯丝制造技术领域。

背景技术

目前，电镀金刚石线锯切割技术在晶体、光学玻璃和陶瓷等脆性材料切割加工中越来越受到关注，其应用前景广阔，这使得电镀金刚石锯丝的使用量大幅增长。电镀金刚石长锯丝制备中的上砂环节尤为重要，直接决定锯丝表面磨粒的分布密度和均匀性，目前上砂环节多采用悬浮上砂法和埋砂法，上砂装置主要有锯丝水平式上砂装置和立式上砂装置。

CN202519356公开的《一种制造电镀金刚石线锯的上砂槽》，包括循环槽和循环槽上方分层间隔设置的下部上砂槽与上部上砂槽，下部上砂槽与上部上砂槽底部均设有带有漏液孔的漏液板，上部上砂槽上方设有通过液管与循环槽相通的进液孔，液管上连接有化学泵；下部上砂槽与上部上砂槽两侧均设有导电辊，下部上砂槽与上部上砂槽内均设有镍板。CN102268717公开的《一种金刚石丝锯的上砂方法》，主要包括以下步骤：1)配制金刚石电镀液；2)将电镀液置于上砂塔中，该上砂塔呈圆柱形或多边形，垂直放置，其内壁上均匀放置2-8支Ni阳极；3)使金属祼线以2-8m/min的速率从上砂塔塔底穿入，从塔顶穿出；金属裸线穿行过程中，以金属裸线为负极，Ni为阳极，施加直流电，将金刚石镀在金属裸线上。CN202490977公开的《一种电镀金刚石线锯上砂设备》，由上至下依次设置竖立管式上砂子槽、回液盒和镀液母槽，回液盒内固定导向轮，芯线依次缠绕竖立管式上砂子槽底部的进线导电轮、导向轮后穿过竖立管式上砂子槽最后缠绕设置于竖立管式上砂子槽顶部的出线导电轮上，进线导电轮和出线导电轮经过并联后连接到电镀电源的负极上，竖立管式上砂子槽内的芯线周围设置金属阳极，金属阳极与电镀电源的正极连接，通过镀液上水泵将镀液从镀液母槽中提升到竖立管式上砂子槽中。

目前电镀金刚石线锯丝在上砂时多采用水平式(横式)上砂装置，使用表面镀镍金刚石，其存在的主要缺点是钢丝表面金刚石团聚现象严重，金刚石沿钢丝圆周分布不均匀。立式上砂装置可一定程度上解决以上问题，但上砂方法和装置又较为复杂，目前应用不普遍。

发明内容

本发明针对目前广泛采用电镀金刚石线锯丝水平式上砂易出现磨粒团聚、锯丝整周上砂不均匀导致锯丝表面磨粒分布出现阴阳面等问题，提供一种磨粒分布效果好、整周分布均匀的电镀金刚石线锯丝上砂装置。

本发明的电镀金刚石线锯丝上砂装置，采用以下技术方案：

该装置，包括主上砂装置和补充上砂装置，主上砂装置和补充上砂装置水平布置，主上砂装置包括第一上砂槽、第一储液槽和第一磨粒分散盒，补充上砂装置包括第二上砂槽、第二储液槽和第二磨粒分散盒；第一上砂槽设置在第一储液槽的上方，第一储液槽底部设置第一微型水泵，第一微型水泵的排液口与第一磨粒分散盒的进液口连接，第一磨粒分散盒的出液口与第一上砂槽的进液口连接；第二上砂槽设置在第二储液槽的上方，第二储液槽底部设置有第二微型水泵，第二微型水泵的排液口与第二磨粒分散盒的进液口连接，第二磨粒分散盒的出液口与第二上砂槽的进液口连接；第一上砂槽和第二上砂槽的侧壁上均设置有钢丝进孔、钢丝出孔和溢流孔；第一磨粒分散盒和第二磨粒分散盒中至少一处设置有超声波换能器。

第一上砂槽的截面呈圆弧部位在下的半圆形或呈倒梯形。

第二上砂槽的截面呈圆弧部位在上的半圆形或梯形。

第二上砂槽的进液口设置在第二上砂槽的顶部。

第一上砂槽和第二上砂槽上的钢丝进孔和钢丝出孔的轴线布置在一条直线上。

上述电镀金刚石线锯丝上砂装置的上砂方法，是：

在第一储液槽和第二储液槽中放入电镀液(电镀液选择氨基磺酸镍镀液)，在电镀液中混有金刚石微粉，金刚石微粉含量为50g/L-100g/L(每升电镀液中加入金刚石微粉50g-100g)，金刚石微粉粒径为30μm-100μm，第二储液槽内电镀液中混有的金刚石微粉粒径比第一储液槽内电镀液中金刚石微粉粒径小3μm-8μm，需要上砂的钢丝直径为0.12mm-0.5mm；

在两个上砂槽中设置阳极(Ni板)，钢丝为阴极；钢丝由第一上砂槽一侧的钢丝进孔进入，由另一侧钢丝出孔穿出；接着由第二上砂槽一侧的钢丝进孔进入，从另一侧的钢丝出孔穿出，并以5-10米/分钟的速度水平移动；第一储液槽中的电镀液通过第一微型水泵经第一磨粒分散盒进入第一上砂槽，第一上砂槽中的电镀液经钢丝进出孔和溢流孔不断溢出，回流至第一储液槽中，实现电镀液的循环，电镀液在流经第一磨粒分散盒时镀液随磨粒分散盒通过超声波换能器高频振动，使镀液中的金刚石微粉充分分散，钢丝在第一上砂槽中完成主上砂过程；钢丝在第二上砂槽中完成补充上砂过程，对主上砂过程中上砂相对较少的钢丝表面进行补充上砂。

本发明通过在电镀液经微型水泵自储液槽流入上砂槽过程中设置磨粒分散盒，并对磨粒分散盒施加超声振动，可提高磨粒在镀液中的分散性，改善锯丝表面上砂团聚的现象；通过主上砂和补充上砂两个上砂过程，改善锯丝上下面上砂不均导致表面磨粒分布出现阴阳面问题，在补充上砂镀液中使用的金刚石微粉的粒径比主上砂镀液中的小3μm-8μm，可保证最终锯丝表面磨粒的突出高度具有较好的一致性，从而保证制作高质量的电镀金刚石锯丝。

附图说明

图1是本发明电镀金刚石线锯丝上砂装置的结构示意图。

图2是本发明的第一上砂槽的中部剖视图。

图中：1、钢丝，2、第一上砂槽，3、第一储液槽，4、第一磨粒分散盒，5、连接管，6、第一微型水泵，7、第二上砂槽，8、第二磨粒分散盒，9、第二储液槽，10、第二微型水泵，11、连接管，12、进液口，13、钢丝穿孔，14、溢流孔。

具体实施方式

本发明的电镀金刚石线锯丝的上砂装置，如图1所示，包括由左至右水平安装在同一平面上的主上砂装置和补充上砂装置。

主上砂装置包括第一上砂槽2、第一储液槽3和第一磨粒分散盒4，补充上砂装置包括第二上砂槽7、第二磨粒分散盒8和第二储液槽9。第一上砂槽2设置在第一储液槽3的内部上方，第一储液槽3底部设置有第一微型水泵6，第一微型水泵6的排液口通过连接管5连接至第一磨粒分散盒4的进液口，第一磨粒分散盒4的出液口通过连接管连接至第一上砂槽2底部居正位置的进液口12(参见图2)。第二上砂槽7设置在第二储液槽9的内部上方，第二储液槽9底部设置有第二微型水泵10，第二微型水泵10的排液口通过连接管11连接至第二磨粒分散盒8的进液口，第二磨粒分散盒8的出液口通过连接管连接至第二上砂槽7顶部居正位置的进液口。

如图2所示，第一上砂槽2的左侧槽壁和右侧槽壁中部位置均设置有钢丝穿孔13和溢流孔14，左侧槽壁上的钢丝穿孔为钢丝进孔，右侧槽壁上的钢丝穿孔为钢丝出孔，以使钢丝1由左侧槽壁穿进第一上砂槽2内，复合电镀上砂后再从右侧槽壁穿出，溢流孔14使上砂槽中的电镀液经其溢出，以保证内部电镀液一直保持合理的液面高度。为获得更好的上砂效果，第一上砂槽2制作成半圆形或等腰梯形，在本实施例中，第一上砂槽2选择半圆形的形状，安装时如图1所示，圆弧部分在下；如采用等腰梯形的形状则长边部分在上，短边部分在下(倒梯形)。第二上砂槽7的左侧槽壁和右侧槽壁中部位置也均设置有钢丝穿孔，左侧槽壁上的钢丝穿孔为钢丝进孔，右侧槽壁上的钢丝穿孔为钢丝出孔，以使钢丝1穿入与穿出。第二上砂槽7的底部和左右两侧槽壁均设置溢流孔。第二上砂槽7一般制作成半圆形或等腰梯形，在本实施例中，第二上砂槽7也选择半圆形的形状，安装时如图1所示，圆弧部分在上。在本实例中，第一磨粒分散盒4和第二磨粒分散盒8的底面上布置超声波换能器，可使磨粒分散盒沿水平方向上实现高频振动，以充分分散镀液中的金刚石微粉。第一上砂槽2和第二上砂槽7上的钢丝进孔和钢丝出孔的轴线布置在一条直线上。

两个上砂槽侧面上的钢丝穿孔直径为2mm，溢流孔由底面往上沿直线设置3-5个，孔径5mm-10mm依次增大。磨粒分散盒上布置的超声波换能器频率为10kHz-20kHz。

上述装置完成电镀金刚石线锯丝上砂的过程，如下所述：

在第一上砂槽2和第二上砂槽7的两侧对称放置4块镍板(图中未画出)，接阳极。第一储液槽3和第二储液槽9中盛放电镀液。第一储液槽3的第一微型水泵6和第二储液槽9底部的第二微型水泵10分别将镀液抽至第一磨粒分散盒4和第二磨粒分散盒8内，经超声高频振动将镀液中的金刚石微粉充分分散以改善钢丝表面上砂团聚的现象，镀液自磨粒分散盒分别流入第一上砂槽2和第二上砂槽7。上砂槽侧面上的溢流孔使电镀液经由其中溢出以保证上砂槽中的电镀液一直保持合理的液面高度。

钢丝1选用琴钢丝等高强度钢丝，直径为0.12mm-0.5mm。金刚石微粉粒径为30μm-100μm，电镀液选择氨基磺酸镍镀液，金刚石微粉含量为50g/L-100g/L。在本实施例中，选择直径为0.35mm的琴钢丝，第一上砂槽2中金刚石磨料粒径为65μm-70μm。

表面处理后的钢丝1以并以5-10米/分钟的速度水平移动，从第一上砂槽2的左侧钢丝进孔进入第一上砂槽2，从另一侧钢丝出孔穿出，完成主上砂过程。因为第一上砂槽2中的电镀液由钢丝1下方位置涌出，从第一上砂槽2穿出的钢丝1上表面固结的磨粒较下底面固结的磨粒要多，形成磨粒上下表面分布不均匀。从第一上砂槽2穿出的钢丝从第二上砂槽7的左侧钢丝进孔进入第二上砂槽7，从另一侧钢丝出孔穿出，完成补充上砂过程。这个上砂过程复合电镀液由钢丝1的顶部进入上砂槽，增加了镀液中金刚石磨粒与钢丝1上表面接触的机会，对主上砂完成后上砂相对较少的钢丝1上表面进行补充上砂，改善了线锯丝表面磨粒阴阳面分布的情况。为保持线锯丝表面磨粒突出高度的一致性，补充上砂所用电镀液中混有的金刚石微粉的粒径比主上砂装置使用的镀液中金刚石微粉的粒径小3μm-8μm。经过两次上砂后完成钢丝表面的上砂过程。

Claims (6)

1.一种电镀金刚石线锯丝上砂装置，包括主上砂装置和补充上砂装置，其特征是，主上砂装置和补充上砂装置水平布置，主上砂装置包括第一上砂槽、第一储液槽和第一磨粒分散盒，补充上砂装置包括第二上砂槽、第二储液槽和第二磨粒分散盒；第一上砂槽设置在第一储液槽的上方，第一储液槽底部设置第一微型水泵，第一微型水泵的排液口与第一磨粒分散盒的进液口连接，第一磨粒分散盒的出液口与第一上砂槽的进液口连接；第二上砂槽设置在第二储液槽的上方，第二储液槽底部设置有第二微型水泵，第二微型水泵的排液口与第二磨粒分散盒的进液口连接，第二磨粒分散盒的出液口与第二上砂槽的进液口连接；第一上砂槽和第二上砂槽的侧壁上均设置有钢丝进孔、钢丝出孔和溢流孔；第一磨粒分散盒和第二磨粒分散盒中至少一处设置有超声波换能器；第一上砂槽和第二上砂槽的电镀液出口位置上下相互对应。

2.根据权利要求1所述的电镀金刚石线锯丝上砂装置，其特征是，所述第一上砂槽的截面呈圆弧部位在下的半圆形或呈倒梯形。

3.根据权利要求1所述的电镀金刚石线锯丝上砂装置，其特征是，第二上砂槽的截面呈圆弧部位在上的半圆形或梯形。

4.根据权利要求1所述的电镀金刚石线锯丝上砂装置，其特征是，第二上砂槽的进液口设置在第二上砂槽的顶部。

5.根据权利要求1所述的电镀金刚石线锯丝上砂装置，其特征是，第一上砂槽和第二上砂槽上的钢丝进孔和钢丝出孔的轴线布置在一条直线上。

6.一种权利要求1所述电镀金刚石线锯丝上砂装置的上砂方法，其特征是：

在第一储液槽和第二储液槽中放入电镀液，在电镀液中混有金刚石微粉，金刚石微粉含量为50g/L-100g/L，金刚石微粉粒径为30μm-100μm，第二储液槽内电镀液中混有的金刚石微粉粒径比第一储液槽内电镀液中金刚石微粉粒径小3μm-8μm，需要上砂的钢丝直径为0.12mm-0.5mm；

在两个上砂槽中设置阳极，钢丝为阴极；钢丝由第一上砂槽一侧的钢丝进孔进入，由另一侧钢丝出孔穿出；接着由第二上砂槽一侧的钢丝进孔进入，从另一侧的钢丝出孔穿出，并以5-10米/分钟的速度水平移动；第一储液槽中的电镀液通过第一微型水泵经第一磨粒分散盒进入第一上砂槽，第一上砂槽中的电镀液经钢丝进出孔和溢流孔不断溢出，回流至第一储液槽中，实现电镀液的循环，电镀液在流经第一磨粒分散盒时镀液随磨粒分散盒通过超声波换能器高频振动，使镀液中的金刚石微粉充分分散，钢丝在第一上砂槽中完成主上砂过程；钢丝在第二上砂槽中完成补充上砂过程，对主上砂过程中上砂相对较少的钢丝表面进行补充上砂。