CN105154958B - 一种磨料有序排列的电镀金刚石砂轮的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磨料有序排列的电镀金刚石砂轮的制备方法，包括在砂轮基体表面开设有序排列的盲孔得加工基体；将加工基体进行化学镀使盲孔底部和侧壁沉积金属预镀层得预镀基体；将金刚石磨料置于预镀基体的表面并滚压使磨料下部嵌入盲孔内，得上砂基体；将上砂基体活化后，进行电镀使砂轮基体表面和盲孔内沉积金属镀层即得。本发明的制备方法，实现了金刚石磨料在砂轮基体表面的规则有序排列，增强了电镀固结工序中镀层对金刚石磨料的把持力；所得金刚石砂轮对磨料的把持力强，使用寿命长，磨料在砂轮基体表面规则有序排列，提高了磨削质量和磨削效率；对于同粒度的金刚石磨料，电镀时间缩短为传统工艺的20％～55％，提高了镀层均匀性。

Description

一种磨料有序排列的电镀金刚石砂轮的制备方法

技术领域

本发明属于超硬材料制品技术领域，具体涉及一种磨料有序排列的电镀金刚石砂轮的制备方法。

背景技术

电镀金刚石砂轮是用电沉积的方法制作的金刚石砂轮，砂轮工作层含有金刚石磨料、金属镀层，金刚石磨料被金属镀层固结在基体上。电镀过程中，金属离子不断在阴极表面析出，磨料置于阴极表面，逐渐被沉积的金属镀层所包镶；经过增厚步骤，最终将金刚石固定在基体上，形成具有磨削功能的复合镀层，即制得电镀金刚石砂轮。电镀金刚石砂轮具有单层磨料结构，磨削过程中“刀刃”直接接触工件表面，磨削锋利，加工效率高。

采用传统方法制造电镀金刚石砂轮需要经历预镀、上砂、加厚三个电镀工序，其中上砂是最重要的工序。目前，电镀金刚石砂轮的上砂方式主要有撒砂法和埋砂法。撒砂法是将砂轮基体表面朝上置于镀液中，用小勺或移液管将砂撒在上面，要撒得薄而均匀，厚度一般1-2mm即可；如果是圆弧面或不只一个镀面，则上完一个面后转动一定角度继续上砂。对于粒径较粗的金刚石磨料，撒砂法每次只能给基体所需要电镀的一部分区域上砂。待这部分区域上砂完毕，将砂轮基体上下翻转和轴向转动以更换另一部分区域上砂。期间需要数次卸砂，而且翻转的时候可能会使基体暴露在空气中，其表面会生成极薄的氧化膜，从而导致砂轮在磨削工作过程中产生“脱皮”的现象。埋砂法适合小而简单的工件，是将砂轮基体不镀部位绝缘，需镀部位埋在金刚石磨料中。埋砂法要求的电流密度小，上砂固结慢，耗费时间长。另外，一次埋砂往往不能全部覆盖住电镀区域，需要补砂或者二次埋砂。无论采用撒砂法还是埋砂法，整个上砂过程耗费时间较长，而且上砂也不够均匀致密—有些地方稠密，有些地方稀疏。无论撒砂还是埋砂，都需要将砂轮基体反复转动、换面，在此期间阴极导线、夹具、人员操作不当等可能将磨料蹭掉，导致缺砂现象的发生。电镀金刚石砂轮还存在的问题是生产时间过长，加厚过程需耗费数小时乃至几日的时间。

另外，传统的电镀金刚石砂轮，如图1所示，包括砂轮基体1和磨料层，所述磨料层包括金刚石磨料3和金属镀层4，金属镀层4沉积在砂轮基体1的表面，将无序排列的金刚石磨料3固结在砂轮基体1表面上。电镀金刚石砂轮相比较热压烧结金属结合剂砂轮和陶瓷结合剂砂轮寿命短，磨料脱落的快，主要原因是金属镀层对金刚石磨料的把持力小、有效磨削的磨粒出刃高度小。因此，缩短电镀时间、提高镀层对磨料的把持力和有效磨削的磨粒高度是解决电镀金刚石砂轮现有问题的方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种磨料有序排列的电镀金刚石砂轮的制备方法，解决现有方法制备的电镀金刚石砂轮磨料把持力小、磨料出刃高度小、使用寿命短的问题。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种上述的磨料有序排列的电镀金刚石砂轮的制备方法，包括下列步骤：

1)开孔：在砂轮基体表面开设有序排列的盲孔，得加工基体；

2)化学镀：将步骤1)所得加工基体进行化学镀，使盲孔底部和侧壁沉积金属预镀层，得预镀基体；

3)上砂：将过量的金刚石磨料置于步骤2)所得预镀基体的表面并进行滚压，使磨料下部嵌入盲孔内，得上砂基体；

4)电镀加厚：将步骤3)所得上砂基体进行活化后，置于电镀液中进行电镀，使砂轮基体表面和盲孔内沉积金属镀层，将磨料固结在盲孔内形成磨料层，即得。

步骤1)中，采用细孔放电技术在砂轮基体表面开设盲孔。细孔放电技术开设盲孔的深度为0.5mm～2.0mm。上述制备方法中，细孔放电技术可采用本领域常规的工艺和设备进行操作。

上述制备方法中，在化学镀之前，对步骤1)所得加工基体依次进行电解除油和活化。所述电解除油的电流密度为1.5A·dm^-2～5.0A·dm^-2，时间为0.5h～1.0h。电解除油后用水冲洗基体，再进行活化。所述活化是将加工基体置于质量浓度为20％～40％的稀硫酸中进行电解活化，活化电流密度为5A·dm^-2～10A·dm^-2，时间为3min～5min。

步骤2)中，所述化学镀用镀液包含以下浓度的组分：硫酸镍25g/L～30g/L、钨酸钠20g/L～23g/L、次磷酸钠20g/L～22g/L、柠檬酸钠10g/L～15g/L、醋酸钠12g/L～15g/L、氯化镧4mg/L～5mg/L；所述镀液的pH为4.2～4.6，温度为80℃～95℃，化学镀的时间为2h～3h。化学镀之后，在基体的盲孔底部和侧壁沉积厚度为3μm～8μm金属预镀层(镍层)。

所述的电镀金刚石砂轮的制备方法还包括：还包括对步骤2)所得预镀基体进行机械加工，使盲孔深度减至磨料平均粒径的20％～30％之后再进行步骤3)上砂。所述机械加工是指依次对砂轮基体表面进行车削、磨削，使盲孔深度符合要求。

步骤3)中，所述滚压是采用滚压轮将磨料滚压至砂轮基体表面的盲孔内；所述滚压轮用橡胶材料制成；所述滚压过程中，滚压轮转速为2r/min～6r/min。

步骤4)中，所述活化是将上砂基体置于稀硫酸中进行电解活化，活化电流密度为5A·dm^-2～10A·dm^-2，活化时间为3min～5min。所述稀硫酸的质量浓度为20％～40％。活化后对基体进行超声水洗；超声水洗用超声波输出功率为1.8KW～3.0KW，超声水洗时间为5s～15s。

步骤4)中，所述电镀液包含以下浓度的组分：氨基磺酸镍320g/L～350g/L、氯化镍30g/L～32g/L、硼酸35g/L～40g/L、十二烷基硫酸钠0.04g/L～0.1g/L、1,4-丁炔二醇0.5g/L～2.0g/L；所述电镀液的pH为4.4～4.8，温度为40℃～42℃，电镀时电流密度为0.5A·dm^-2～4.0A·dm^-2。

步骤4)中，所述电镀加厚过程中，砂轮基体以20r/min的速度保持转动。所述电镀加厚过程采用刷镀；对砂轮基体非电镀部位进行贴纸屏蔽，基体接导线，然后电解活化，再置于电镀液中进行电镀。电镀完成后，将砂轮取出并用自来水进行冲洗；拆掉导电和贴纸后将砂轮进行干燥，干燥温度为60℃～80℃，干燥时间为1h～3h。

本发明的制备方法所得磨料有序排列的电镀金刚石砂轮，包括砂轮基体和磨料层，所述砂轮基体表面开设有有序排列的盲孔；所述磨料层包括磨料和金属镀层，磨料的根部嵌在盲孔内，金属镀层沉积在砂轮基体表面和盲孔内，用于固结磨料。

所述盲孔在砂轮基体表面规则有序排列。

所述盲孔的深度为磨料平均粒径的20％～30％，孔径为0.5mm～1.0mm。

所述盲孔的孔间距为磨料平均粒度的1～2倍。

所述金属镀层的厚度为磨料平均粒度的10％～25％。所述金属镀层的厚度为除盲孔外，砂轮基体表面的镀层厚度，不计盲孔内镀层。所述金属镀层优选为金属镍镀层。

上述电镀金刚石砂轮中，磨料为单层排列；磨料的埋入率为40％～50％。

所述磨料为金刚石磨料；所述磨料包括但不限于40/45、35/40、30/35、25/30、18/20五个粒度号的金刚石磨料。

本发明的制备方法所得磨料有序排列的电镀金刚石砂轮，砂轮基体表面设有有序排列的盲孔，磨料的根部镶嵌在盲孔内，金属镀层沉积在砂轮基体表面和盲孔内，将磨料固结在盲孔内形成磨料层，通过人为控制砂轮基体表面盲孔的规则有序排列，实现了金刚石磨料在砂轮基体表面的规则有序排列，有效解决了传统金刚石砂轮磨料层中金刚石磨料分布疏密不均、杂乱无章的问题；磨料的根据镶嵌在盲孔内，借助金刚石磨料对盲孔的挤压、填充作用，增加了镀层、基体对磨料的把持力，使得磨料的有效出刃高度变大，提高砂轮的使用寿命，使砂轮的使用寿命提高了15％～20％；磨料在基体表面的有序排列，使得磨料层在磨削过程中形成有序的排屑路径，避免了因磨屑阻塞而出现工件烧伤的情况，提高了磨削质量。

本发明的磨料有序排列的电镀金刚石砂轮的制备方法，依次经砂轮基体表面开孔、化学镀、滚压上砂、电镀加厚工艺来制备金刚石砂轮，砂轮基体表面开孔通过人为控制砂轮基体表面盲孔的规则有序排列，实现了金刚石磨料在砂轮基体表面的规则有序排列；化学镀使盲孔底部和侧壁镀覆上金属预镀层，增强了电镀固结工序中镀层对金刚石磨料的把持力；上砂工序是将金刚石磨料滚压至盲孔内，依靠孔壁对磨料的挤压固定在盲孔内，然后通过后续的电镀将磨料固结形成磨料层；所得金刚石砂轮对磨料的把持力强，使用寿命长，磨料在砂轮基体表面规则有序排列，提高了磨削质量和磨削效率；该制备方法采用化学镀、滚压上砂工序代替了传统工艺中的预镀、上砂(埋砂或撒砂)，从而直接进入加厚阶段，对于同粒度的金刚石磨料，电镀时间缩短为传统工艺的20％～55％；加厚时间缩短可以减小砂轮圆弧边沿与圆弧中间部位镀层的厚度(磨料埋入率)差值，即弱化了电流的边缘效应，提高了镀层均匀性。

进一步的，待砂轮基体化学镀完成以后，将其进行二次机械加工，包括车削加工和磨削加工，使得盲孔达到与磨料粒度相匹配的深度。加厚过程中阴极砂轮基体转动并与阳极刷辊表面的尼龙毛套接触，加速镀液流动以提高磨料层附近的镍离子浓度，加快镍离子放电沉积，进而缩短加厚时间。

附图说明

图1为传统电镀金刚石砂轮的结构示意图；

图2为实施例1的电镀金刚石砂轮的剖面示意图；

图3为实施例1的电镀金刚石砂轮的结构示意图；

图4为实施例1所用的弧面上砂装置的结构示意图；

图5为实施例1所用的端面上砂装置的结构示意图；

图6为实施例1的电镀加厚示意图；

图7为图6中刷辊的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

实施例1

本实施例的磨料有序排列的电镀金刚石砂轮，如图2、3所示，包括砂轮基体1和磨料层5，所述砂轮基体1表面开设有有序排列的盲孔4；所述磨料层2包括金刚石磨料3和金属镀层4，所述金刚石磨料3的根部镶嵌在盲孔4内，金属镀层4沉积在砂轮基体1表面和盲孔2内，用于将磨料3固结在盲孔2内。

其中，所述金刚石磨料的粒度号为30/35，磨料平均粒径为550μm；设定磨料的埋入率分别为50％。所述盲孔直径为0.6mm，深度为0.15mm，孔间距为1.0mm；所述金属(镍)镀层的厚度为磨料平均粒径的23％，即125μm。

本实施例的磨料有序排列的电镀金刚石砂轮的制备方法，包括下列步骤：

1)开槽：采用细孔放电技术，在砂轮基体表面开设有序排列的盲孔，具体操作为：

首先将砂轮基体固定在带有刻度表的转盘上，刻度表上每一小格的距离为0.5mm；然后将转盘连同基体一并固定在细孔放电机床的工作台上，工作台X轴保持不动，Y轴每次移动距离间隔0.5mm，时间间隔3s，所用电极丝的直径为0.6mm，加工电流20A；首先用电极丝在砂轮基体的圆弧面上沿砂轮基体厚度方向(X轴方向，Y轴移动)打孔；然后转动转盘使得砂轮基体的圆弧转动1.0mm，接着沿砂轮基体厚度方向继续打孔；如此反复直至砂轮基体弧面开孔完毕；之后将砂轮基体连带转盘水平放置在工作台上，电极丝正对着砂轮的端面，沿着Y轴方向打孔，X轴保持不动；Y轴每次移动距离间隔0.5mm，时间间隔3s，待一排盲孔打完，转动转盘使得砂轮基体圆周转动1.0mm，沿着Y轴方向继续打孔，直至基体两端面开孔完毕；

由此在砂轮基体弧面及端面得到直径为0.6mm、深度为0.5mm的有序排列的盲孔，即得加工基体A；

2)化学镀：将步骤1)所得加工基体A进行化学镀；化学镀之前，首先对加工基体A进行电解除油，即将基体悬挂在除油槽中，电流密度为1.5A·dm^-2，电解除油时间为1.0h；除油后将基体用自来水冲洗，接着将基体置于盛有质量浓度为20％的稀硫酸的硫酸槽中进行活化，活化电流密度为10A·dm^-2，活化时间为3min；活化后迅速将基体置于去离子水槽中，再迅速移至配好的化学镀液中进行化学镀；

所用的化学镀液包含以下浓度的组分：硫酸镍25g/L、钨酸钠20g/L、次磷酸钠20g/L、柠檬酸钠10g/L、醋酸钠12g/L、氯化镧4mg/L；化学镀液的pH值为4.2，温度为83℃；化学镀时间为2h；

化学镀后，盲孔底部和侧壁沉积厚度为3μm～8μm金属预镀层(镍层)，得预镀基体；

3)机械加工：将步骤2)所得预镀基体进行机械加工，使盲孔深度减至磨料平均粒径的27％；具体为：将预镀基体的外圆和端面进行精车加工，使得盲孔深度减至0.2mm，之后对两者进行磨削加工，最终使得盲孔的深度减至0.15mm，得加工基体B；

4)上砂：将过量的金刚石磨料置于步骤2)所得加工基体B的表面并进行滚压，使磨料下部嵌入盲孔内；具体为：

采用如图4所示的弧面上砂装置进行弧面上砂：将砂轮基体1固定在可以转动的转轴7上，在转轴7的一侧设置与砂轮基体1相切的弹性滚压轮9，基体的弧面与滚压轮6“过量”相切(滚压轮受到挤压发生1mm的弹性变形)；上砂时，启动滚压轮6，在砂轮基体1与滚压轮6相切处的上方放入过量的金刚石磨料3(如图4所示)，通过滚压轮6进行滚压(滚压速度为6r/min)，使金刚石磨料3的根部嵌入基体弧面的盲孔内，至基体弧面的盲孔内全部嵌入磨料；

采用如图5所示的端面上砂装置进行端面上砂：可左右移动的托板8安装在导轨5上，托板8的上方设有滚压轮6；将砂轮基体1水平放置在托板8上，基体的端面与滚压轮6“过量”相切；在基体端面上撒上金刚石磨料3(如图5所示)，启动滚压轮6并适当移动托板8，通过滚压轮6进行滚压，使金刚石磨料的根部嵌入基体端面的盲孔内，至该基体端面的盲孔内全部嵌入磨料，即完成一侧端面的滚压上砂；然后换面滚压，完成另一侧端面的滚压上砂，即得上砂基体；

5)加厚：将步骤4)所得上砂基体进行活化后，置于电镀液中进行电镀，使砂轮基体表面和盲孔内沉积金属镀层，将磨料固结在盲孔内形成磨料层；具体为：

将上砂基体的非电镀部位进行贴纸屏蔽，并将基体连接上导线；将基体置于质量浓度为20％的稀硫酸中进行电解活化，活化电流密度为10A·dm^-2，活化时间为3min；活化后，将基体放入盛有去离子水的超声波清洗槽中，超声水洗10s后取出放入电镀槽中进行加厚；

加厚过程见图6所示，所用的电镀装置包括用于盛放电镀液的电镀槽13，所述电镀槽13内设有可转动的长度沿上下方向延伸的转轴14，所述转轴14上水平固设有用于放置砂轮基体的旋转托板16，所述旋转托板16可随转轴14旋转；所述转轴14的上端套设有导电滑环17，用于使放置在旋转托板16上的砂轮基体15与电源负极电连接；所述电镀槽13内在转轴14的两侧均设有长度沿上下方向延伸、用于与电源正极电连接的刷辊18，所述刷辊18用于与放置在旋转托板16上的砂轮基体相接触形成电场使镍快速沉积在砂轮基体表面；所述刷辊18的结构如图7所示，包括圆管形的钛网22，所述钛网22表面套覆有尼龙毛套23，尼龙毛套23表面具有刷毛21；所述钛网22的内部设有钛管24，钛管24与钛网22之间形成用于盛放镍角20的圆环形腔；圆环形腔室的两端设有可开封的盖体，用于实现镍角20的填充或清空；

电镀加厚时，阳极导线11连接刷辊18与直流电源正极，阴极导线12连接导电滑环17与电源负极，固连在转轴14上的导电滑环17通过导线连接砂轮基体15；砂轮基体15平放在旋转托板16上，转轴14以20r/min的速度转动，从而带动砂轮基体15转动；砂轮基体15与刷辊18接触(刷辊的刷毛与砂轮基体表面接触)，两者之间形成电场，镍离子快速电沉积在砂轮基体15的表面。

电镀所用电镀液包含以下浓度的组分：氨基磺酸镍320g/L、氯化镍30g/L、硼酸40g/L、十二烷基硫酸钠0.04g/L、1,4-丁炔二醇0.5g/L；电镀液的pH值为4.2，温度为40℃，电流密度为1.5A·dm^-2；电镀后，砂轮基体表面沉积厚度为125μm；

由公式t＝δγ/K·i_cη(式中γ—金属密度；δ—镀层厚度；η—阴极电流效率，取值95％；K—电化当量；i_c—电流密度；t—时间)计算可知，砂轮基体表面沉积厚度为125μm的镀层所需时间为6.9h；

加厚时间过后，将砂轮取出并用自来水冲洗；接着，拆掉导线和贴纸后将砂轮放至烘箱中，保持烘烤温度70℃，时间2h，即得。

实施例2

本实施例的磨料有序排列的电镀金刚石砂轮，包括砂轮基体和磨料层，所述砂轮基体表面开设有有序排列的盲孔；所述磨料层包括金刚石磨料和金属镀层，所述金刚石磨料的根部镶嵌在盲孔内，金属镀层4沉积在砂轮基体表面和盲孔内，用于将磨料固结在盲孔内。

其中，所述金刚石磨料的粒度号为30/35，磨料平均粒径为550μm；设定磨料的埋入率分别为40％。所述盲孔直径为0.6mm，深度为0.15mm，孔间距为1.0mm；所述金属(镍)镀层的厚度为磨料平均粒径的12.7％，即70μm。

本实施例的磨料有序排列的电镀金刚石砂轮的制备方法，包括下列步骤：

1)开槽：采用细孔放电技术，在砂轮基体表面开设有序排列的盲孔，具体操作同实施例1；由此在砂轮基体圆弧表面得到直径为0.6mm、深度为0.5mm的有序排列的盲孔，即得加工基体A；

2)化学镀：将步骤1)所得加工基体A进行化学镀；化学镀之前，首先对加工基体A进行电解除油，即将基体悬挂在除油槽中，电流密度为5.0A·dm^-2，电解除油时间为0.5h；除油后将基体用自来水冲洗，接着将基体置于盛有质量浓度为40％的稀硫酸的硫酸槽中进行活化，活化电流密度为10A·dm^-2，活化时间为3min；活化后迅速将基体置于去离子水槽中，再迅速移至配好的化学镀液中进行化学镀；

所用的化学镀液包含以下浓度的组分：硫酸镍30g/L、钨酸钠23g/L、次磷酸钠22g/L、柠檬酸钠15g/L、醋酸钠15g/L、氯化镧5mg/L；化学镀液的pH值为4.6，温度为87℃；化学镀时间为3h；

化学镀后，盲孔底部和侧壁沉积厚度为3μm～8μm金属预镀层(镍层)，得预镀基体；

3)机械加工：将步骤2)所得预镀基体进行机械加工，使盲孔深度减至磨料平均粒径的12.7％；具体为：将预镀基体的外圆和端面进行精车加工，使得盲孔深度减至0.2mm，之后对两者进行磨削加工，最终使得盲孔的深度减至0.15mm，得加工基体B；

4)上砂：将过量的金刚石磨料置于步骤2)所得加工基体B的表面并进行滚压，使磨料下部嵌入盲孔内，具体操作同实施例1，得上砂基体；

5)加厚：将步骤4)所得上砂基体进行活化后，置于电镀液中进行电镀，使砂轮基体表面和盲孔内沉积金属镀层，将磨料固结在盲孔内形成磨料层；具体为：

将上砂基体的非电镀部位进行贴纸屏蔽，并将基体连接上导线；将基体置于质量浓度为40％的稀硫酸中进行电解活化，活化电流密度为10A·dm^-2，活化时间为3min；活化后，将基体放入盛有去离子水的超声波清洗槽中，超声水洗10s后取出放入电镀槽中进行电镀加厚；加厚的具体操作同实施例1；

电镀所用电镀液包含以下浓度的组分：氨基磺酸镍350g/L、氯化镍32g/L、硼酸35g/L、十二烷基硫酸钠0.10g/L、1,4-丁炔二醇2.0g/L；电镀液的pH值为4.8，温度为42℃，电流密度为1.5A·dm^-2；电镀后，砂轮基体表面沉积厚度为70μm；

由公式t＝δγ/K·i_cη(式中γ—金属密度；δ—镀层厚度；η—阴极电流效率，取值95％；K—电化当量；i_c—电流密度；t—时间)计算可知，砂轮基体表面沉积厚度为125μm的镀层所需时间为3.9h；

加厚时间过后，将砂轮取出并用自来水冲洗；接着，拆掉导线和贴纸后将砂轮放至烘箱中，保持烘烤温度70℃，时间2h，即得。

实验例

本实验例对实施例1、2所得电镀金刚石砂轮的使用寿命进行检测。检测方法为：将实施例1、2及对比例1、2的电镀金刚石砂轮安装至相同的去毛刺机床上，加工工件均为汽车发动机缸体(灰铸铁材质)，两者采用相同的磨削工艺，经过多次去毛刺加工试验，以加工工件的平均数量表征使用寿命。其中，对比例1、2是采用传统工艺(埋砂法)制备的电镀金刚石砂轮，其基体规格尺寸、磨料粒度、埋入率及电镀工艺参数分别相同于实施例1、2。

由公式t＝δγ/K·i_cη(式中γ—金属密度；δ—镀层厚度；η—阴极电流效率，取值95％；K—电化当量；i_c—电流密度；t—时间)计算可知，实施例1、2砂轮基体表面沉积的镀层厚度为125μm、70μm，所需时间为6.9h、3.9h；对比例1、2砂轮基体表面沉积的镀层厚度为275μm、220μm，相应的加厚时间增加至15.2h、12.6h。经过去毛刺加工实验，实施例和对比例所得砂轮的寿命见表1所示。

表1实施例和对比例的砂轮使用寿命检测结果

对象

埋入率

电镀电流密度

镀层厚度

加厚时间

平均使用寿命

较传统工艺

对比例1

50％

1.5A·dm-2

275μm

15.2h

8342件/片

-

实施例1

50％

1.5A·dm-2

125μm

6.9h

9875件/片

提高18.4％

对比例2

40％

1.5A·dm-2

220μm

12.6h

8193件/片

-

实施例2

40％

1.5A·dm-2

70μm

3.9h

10126件/片

提高23.6％

从表1可以看出，实施例1、2电镀金刚石砂轮的加厚时间缩短至对比例1、2的45.4％、30.9％，使用寿命相应提高了18.4％、23.6％。实验结果表明，本发明制得的电镀金刚石砂轮，磨料的根部镶嵌在盲孔内，增加了镀层、基体对磨料的把持力，使得磨料的有效出刃高度变大，显著提高了砂轮的使用寿命。

Claims (9)

1.一种磨料有序排列的电镀金刚石砂轮的制备方法，其特征在于：包括下列步骤：

1)开孔：在砂轮基体表面开设有序排列的盲孔，得加工基体；

2)化学镀：将步骤1)所得加工基体进行化学镀，使盲孔底部和侧壁沉积金属预镀层，得预镀基体；

3)上砂：将过量的金刚石磨料置于步骤2)所得预镀基体的表面并进行滚压，使磨料下部嵌入盲孔内，得上砂基体；

4)电镀加厚：将步骤3)所得上砂基体进行活化后，置于电镀液中进行电镀，使砂轮基体表面和盲孔内沉积金属镀层，将磨料固结在盲孔内形成磨料层，即得。

2.根据权利要求1所述的电镀金刚石砂轮的制备方法，其特征在于：步骤1)中，采用细孔放电技术在砂轮基体表面开设盲孔。

3.根据权利要求1所述的电镀金刚石砂轮的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述化学镀用镀液包含以下浓度的组分：硫酸镍25g/L～30g/L、钨酸钠20g/L～23g/L、次磷酸钠20g/L～22g/L、柠檬酸钠10g/L～15g/L、醋酸钠12g/L～15g/L、氯化镧4mg/L～5mg/L；所述镀液的pH为4.2～4.6，温度为80℃～95℃，化学镀的时间为2h～3h。

4.根据权利要求1所述的电镀金刚石砂轮的制备方法，其特征在于：还包括对步骤2)所得预镀基体进行机械加工，使盲孔深度减至磨料平均粒径的20％～30％之后再进行步骤3)上砂。

5.根据权利要求1所述的电镀金刚石砂轮的制备方法，其特征在于：步骤4)中，所述活化是将上砂基体置于稀硫酸中进行电解活化，活化电流密度为5A·dm^-2～10A·dm^-2，活化时间为3min～5min。

6.根据权利要求1或5所述的电镀金刚石砂轮的制备方法，其特征在于：步骤4)中，所述电镀液包含以下浓度的组分：氨基磺酸镍320g/L～350g/L、氯化镍30g/L～32g/L、硼酸35g/L～40g/L、十二烷基硫酸钠0.04g/L～0.1g/L、1,4-丁炔二醇0.5g/L～2.0g/L；所述电镀液的pH为4.4～4.8，温度为40℃～42℃，电镀时电流密度为0.5A·dm^-2～4.0A·dm^-2。

7.根据权利要求1所述的电镀金刚石砂轮的制备方法，其特征在于：所述盲孔的深度为磨料平均粒径的20％～30％，孔径为0.5mm～1.0mm。

8.根据权利要求1所述的电镀金刚石砂轮的制备方法，其特征在于：所述盲孔的孔间距为磨料平均粒度的1～2倍。

9.根据权利要求1所述的电镀金刚石砂轮的制备方法，其特征在于：所述金属镀层的厚度为磨料平均粒度的10％～25％。