CN104742263A - 一种切割蓝宝石的金刚线材 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种切割蓝宝石的金刚线材，包括线材本体，线材本体上镶嵌有金刚石颗粒，线材本体的表面镀有一层金属导热层，金刚线材的整个外表面镀有一层镀镍层，该镀镍层覆盖在金属导热层外表面上；金刚石颗粒一侧穿过镀镍层嵌在线材本体上，另一侧突出在镀镍层外，金刚石颗粒穿过镀镍层的一侧与金属导热层接触。按上述技术方案，在蓝宝石切割过程中产生的热量主要由金刚石传导至金属导热层，再由金属导热层将热量向金刚线材两端传导，由于金刚线材仅在其切割区域的外表面镀有一层镀镍层，因此，热量经金属导热层传导至金刚线材的非切割区域，即未镀有镀镍层的区域进行散发。通过上述技术方案，可提高切割蓝宝石金刚线材的导热性能。

Description

一种切割蓝宝石的金刚线材
技术领域：
本发明涉及切割线材技术领域，具体而言，涉及一种切割蓝宝石的金刚线材。
背景技术：
在蓝宝石切割时，都需要切割钢丝线，现有技术中使用的是普通切割钢丝线，在切割使用时，普通钢丝线需要配上碳化硅磨料加聚乙二醇切割液才能完成切割，且切割后的聚乙二醇及碳化硅的混合物(俗称砂浆)属于危险固废，污染非常严重，切割后砂浆还会糊在蓝宝石表面，不仅要使用大量的蓝宝石清洁剂清洗砂浆，而且很难清洗干净；同时普通切割钢丝线切割速度慢，蓝宝石成品率低。
针对上述技术问题，申请号201320435594.X的发明公开了一种金刚线材，包括钢丝线，所述钢细线上镶嵌有金刚石颗粒，且带有金刚石颗粒的钢丝线的整个外表面镀有一层镀镍层。
发明内容：
本发明所解决的技术问题：现有技术中的金刚线材，钢丝线上镶嵌有金刚石颗粒，整个金刚线材的表面镀有一层镀镍层；由于钢与镍的导热性能较差，虽然金刚石的导热性能较好，但是，金刚石以颗粒状的形式散布在钢丝线的外表面上，并未形成一导热通道，因此，整个金刚线材的导热性能较差。
本发明提供如下技术方案：
一种切割蓝宝石的金刚线材，包括线材本体，所述线材本体上镶嵌有金刚石颗粒，镶嵌有金刚石颗粒的金刚线材仅在其切割区域的外表面镀有一层镀镍层，所述金刚石颗粒一侧穿过镀镍层嵌在线材本体上，另一侧突出在镀镍层外，所述的镀镍层为复合镀镍层，复合镀镍层通过化学复合镀镍方法镀在金刚线材的外表面，所述化学复合镀镍方法采用的电镀液配方为：硫酸镍30g/L，氯化镍4g/L，硼酸3g/L，纳米氮化碳8g/L，次磷酸钠30g/L，乙酸钠5g/L，柠檬酸钠7g/L，硝酸铅3g/L，苹果酸20g/L；所述线材本体的表面镀有一层金属导热层，金属导热层覆盖整个线材本体，所述镀镍层覆盖在金属导热层部分外表面上，所述金刚石颗粒穿过镀镍层的一侧与金属导热层接触。
按上述技术方案，在蓝宝石切割过程中产生的热量主要由金刚石传导至金属导热层，再由金属导热层将热量向金刚线材两端传导，由于金刚线材仅在其切割区域的外表面镀有一层镀镍层，因此，热量经金属导热层传导至金刚线材的非切割区域，即未镀有镀镍层的区域进行散发。
通过上述技术方案，可提高切割蓝宝石金刚线材的导热性能。
作为本发明对上述金属导热层的一种说明，所述金属导热层可以为镀铝层，也可以为镀铜层。铝与铜均有较好的导热性能，但是，铝与铜硬度较差，故，本发明将镀铝层或镀铜层包裹在镀镍层中，由硬度和强度较佳的镀镍层对镀铝层或镀铜层进行保护。而镀铝层或镀铜层将金刚石颗粒传导来的热量在镀镍层下进行传导，并将热量传导至金刚线材的非切割区域，热量在金刚线的非切割区域进行释放。
作为本发明对线材本体的一种说明，所述线材本体可以为钢丝线，也可以为钼丝线。
作为本发明对线材本体的一种改进，所述线材本体的外表面开设沿线材本体长度方向呈螺旋状的线槽。在线材本体的外表面开设螺旋线槽，可利于金刚线材在切割蓝宝石时排除切屑和水基冷却液。上述螺旋线槽内不设有金刚石颗粒。
作为本发明技术方案的优选，上述化学复合镀镍方法的步骤如下：
(1)将纳米氮化碳加入无水乙醇后并搅拌均匀，加入羧甲基纤维素钠溶液中超声分散2小时，静置10小时后得到纳米氮化碳溶液；
(2)按配方将步骤(1)得到的纳米氮化碳溶液以及其他组份用蒸馏水溶解后混合，移至磁力搅拌器中搅拌2小时，冷却至室温后调节其ph值为4，得到电镀液；
(3)将步骤(2)得到的电镀液放入水浴加热装置中，以镍板为阳极、金刚线材为基体、50℃下进行化学电镀。
纳米氮化碳具有摩擦系数小、高硬度、耐高温等优异性能，其经过分散剂羧甲基纤维素钠的分散处理后，可很好地分散于电镀液中，并最终形成致密性较高的含有纳米氮化碳颗粒的复合镀镍层，纳米氮化碳在复合镀镍层中的弥散比较均匀，因此可有效提高复合镀镍层的硬度和耐高温性能。
优选地，上述步骤(1)中，纳米氮化碳与羧甲基纤维素钠的重量比为1:1。
优选地，上述步骤(2)中，磁力搅拌器的搅拌速度为500rpm。
附图说明：
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1为本发明一种切割蓝宝石的金刚线材的结构示意图；
图2为图1的剖视图。
具体实施方式：
结合图1、图2，一种切割蓝宝石的金刚线材，包括线材本体10，线材本体10为钢丝线或钼丝线。
结合图1、图2，线材本体的表面镀有一层金属导热层40，金属导热层覆盖整个线材本体，包括切割区域01和非切割区域02。所述金属导热层40为镀铝层或镀铜层。
结合图1、图2，所述线材本体上镶嵌有金刚石颗粒20，金刚石颗粒仅位于切割区域01内。
结合图1、图2，镶嵌有金刚石颗粒的金刚线材仅在其切割区域01的外表面镀有一层镀镍层30；所述金刚石颗粒一侧穿过镀镍层嵌在线材本体上，另一侧突出在镀镍层外。其中，所述金刚石颗粒穿过镀镍层的一侧与金属导热层接触。
实际工作中，金刚线材在切割区域01内切割蓝宝石。
此外，在本实施例中，镀镍层(30)为复合镀镍层，复合镀镍层通过化学复合镀镍方法镀在金刚线材的外表面，化学复合镀镍方法采用的电镀液配方为：硫酸镍30g/L，氯化镍4g/L，硼酸3g/L，纳米氮化碳8g/L，次磷酸钠30g/L，乙酸钠5g/L，柠檬酸钠7g/L，硝酸铅3g/L，苹果酸20g/L。
上述化学复合镀镍方法的步骤如下：
(1)将纳米氮化碳加入无水乙醇后并搅拌均匀，加入羧甲基纤维素钠溶液中超声分散2小时，静置10小时后得到纳米氮化碳溶液，纳米氮化碳与羧甲基纤维素钠的重量比为1:1；
(2)按配方将步骤(1)得到的纳米氮化碳溶液以及其他组份用蒸馏水溶解后混合，移至磁力搅拌器中搅拌2小时，磁力搅拌器的搅拌速度为500rpm，冷却至室温后调节其ph值为4，得到电镀液；
(3)将步骤(2)得到的电镀液放入水浴加热装置中，以镍板为阳极、金刚线材为基体、50℃下进行化学电镀。
以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种切割蓝宝石的金刚线材，包括线材本体(10)，所述线材本体上镶嵌有金刚石颗粒(20)，镶嵌有金刚石颗粒的金刚线材仅在其切割区域(01)的外表面镀有一层镀镍层(30)，所述金刚石颗粒一侧穿过镀镍层(30)嵌在线材本体上，另一侧突出在镀镍层(30)外，其特征在于：所述的镀镍层(30)为复合镀镍层，复合镀镍层通过化学复合镀镍方法镀在金刚线材的外表面，所述化学复合镀镍方法采用的电镀液配方为：硫酸镍30g/L，氯化镍4g/L，硼酸3g/L，纳米氮化碳8g/L，次磷酸钠30g/L，乙酸钠5g/L，柠檬酸钠7g/L，硝酸铅3g/L，苹果酸20g/L；所述线材本体的表面镀有一层金属导热层(40)，金属导热层(40)覆盖整个线材本体，所述镀镍层(30)覆盖在金属导热层(40)部分外表面上，所述金刚石颗粒(20)穿过镀镍层(30)的一侧与金属导热层(40)接触。
2.如权利要求1所述的一种切割蓝宝石的金刚线材，其特征在于：所述金属导热层(40)为镀铝层。
3.如权利要求1所述的一种切割蓝宝石的金刚线材，其特征在于：所述金属导热层(40)为镀铜层。
4.如权利要求1所述的一种切割蓝宝石的金刚线材，其特征在于：所述线材本体(10)为钢丝线。
5.如权利要求1所述的一种切割蓝宝石的金刚线材，其特征在于：所述线材本体(10)为钼丝线。
6.如权利要求1所述的一种切割蓝宝石的金刚线材，其特征在于：所述线材本体(10)的外表面开设沿线材本体长度方向呈螺旋状的线槽。
7.如权利要求1至6中任一项所述的一种切割蓝宝石的金刚线材，其特征在于：所述化学复合镀镍方法的步骤如下：
(1)将纳米氮化碳加入无水乙醇后并搅拌均匀，加入羧甲基纤维素钠溶液中超声分散2小时，静置10小时后得到纳米氮化碳溶液；
(2)按配方将步骤(1)得到的纳米氮化碳溶液以及其他组份用蒸馏水溶解后混合，移至磁力搅拌器中搅拌2小时，冷却至室温后调节其ph值为4，得到电镀液；
(3)将步骤(2)得到的电镀液放入水浴加热装置中，以镍板为阳极、金刚线材为基体、50℃下进行化学电镀。
8.如权利要求7所述的一种切割蓝宝石的金刚线材，其特征在于：所述步骤(1)中，纳米氮化碳与羧甲基纤维素钠的重量比为1:1。
9.如权利要求7所述的一种切割蓝宝石的金刚线材，其特征在于：所述步骤(2)中，磁力搅拌器的搅拌速度为500rpm。
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