CN105937027A - 一种超细金刚石线锯用金刚石表面金属化的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超细金刚石线锯用金刚石表面金属化的生产方法，属于通过液态化合物形成覆层的金属材料的镀覆方法领域，用以解决现有的金刚石线锯上金刚石微粉容易脱落，线锯使用寿命短的问题。本发明包括前处理使金刚石微粉带电荷、敏化处理、活化处理、还原处理及镀镍过程，根据该方法得到的金刚石微粉的粘结力更强，其与线锯的结合能力更强，线锯的使用周期得到延长。

Description

一种超细金刚石线锯用金刚石表面金属化的生产方法
技术领域
本发明涉及一种通过液态化合物形成覆层的金属材料的镀覆方法，具体地说，涉及一种超细金刚石线锯用金刚石表面金属化的生产方法。
背景技术
金刚石线锯，为切割单晶硅和蓝宝石等贵重脆硬材料的工具，因其切割材料的特殊性，对金刚石线锯的质量要求也比较高。金刚石线锯的制造方法主要有电镀法、钎焊法、树脂粘结法和挤压镶嵌法，钎焊法，在钎焊过程中高温、冷拔等作业会导致钢丝屈服强度降低，易断丝，挤压镶嵌法制造的金刚石线锯，金刚石的挤压会使钢丝表面损伤，也易造成断丝，因此，电镀法成为最合适的金刚石线锯的制造方法。
电镀法是将镀液加入金刚石微粉中复合镀镍，使金刚石微粉颗粒与金属镍共沉积在钢丝上。使用该方法制作金刚石线锯，需要将金刚石微粉分布在钢丝表面，使其牢固结合在高强度的钢丝上，但是现有的金刚石线锯上的金刚石微粉易脱落，生命周期短。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种超细金刚石线锯用金刚石表面金属化的生产方法，采用本发明制备的金刚石微粉，其与线锯的粘合力高，金刚石微粉不易脱落，金刚石线锯生命周期长。
本发明所述的超细金刚石线锯用金刚石表面金属化的生产方法，包括以下步骤：
(1)取金刚石微粉进行前处理，使金刚石微粉表面带上电荷；
(2)用SnCl2进行敏化处理；
(3)用PdCl2进行活化处理；
(4)用次亚磷酸钠进行还原处理；
(5)经还原处理的金刚石微粉清洗后，加入到化学镀液中，在金刚石微粉表面均匀地镀上一层镍。
金刚石线锯生产前如不进行表面金属化处理，则上砂效率低，生产速度慢，甚至不足3m/min，如生产前金刚石进行表面金属化处理时，能够保证较高的上砂效率，但金刚石微粉结合力偏小，使用寿命短，后续生产成本偏高。本发明不仅在金刚石线锯生产前对金刚石微粉进行表面金属化处理，而且在表面金属化处理前，对金刚石微粉进行前处理，使金刚石微粉带上电荷，能够保证金刚石微粉之间不团聚，使金刚石微粉呈分散状态，这样在后续处理过程中能够使金刚石微粉均匀、致密地镀上一层金属镍，进而能保证金刚石微粉与线锯的结合能力。
进一步的，步骤(1)中，所述前处理为采用阴离子型表面活性剂对金刚石微粉进行分散处理；分散处理步骤为：取阴离子型表面活性剂，加水溶解，将金刚石微粉放入溶液中搅拌处理；优选的，阴离子型表面活性剂溶液与金刚石微粉的混合物中，阴离子型表面活性剂的含量为1-10％(wt％)。
使金刚石微粉表面带上电荷的方法有多种，且可以使金刚石表面带上正电荷或负电荷，本发明中使用阴离子型表面活性剂，其吸附在金刚石微粉表面，使金刚石微粉带上负电荷，能够达到金刚石微粉不团聚的目的，为后续金刚石微粉的粘结力做充足的准备。
优选的，步骤(2)中，SnCl2浓度为5～10g/L，步骤(3)中PdCl2浓度为0.1～0.5g/L。本发明中使用的SnCl2的浓度较现有技术，以及较PdCl2的浓度都偏高，且使用的PdCl2的浓度较现有技术偏低，该步骤能够使Sn2+更多的吸附在金刚石微粉上，SnCl2过量，能够有效的将Pd2+充分还原到金刚石微粉表面；而PdCl2的浓度较低，带来的直接效果就是经济效益，因其价格太高，使用量小能够显著的降低生产成本。
进一步的，步骤(4)还原处理后的金刚石微粉不经清洗直接注入到化学镀液中镀镍。现有技术一般将经过还原处理的金刚石微粉清洗后再注入到化学镀液中进行镀镍，清洗的目的是为了洗掉Pd2+，防止对化学镀液产生污染，本发明中所使用的PdCl2量少，且在还原处理过程中，次亚磷酸钠会没过金刚石微粉，能够直接将少量的Pd2+清洗掉，即使经还原处理的金刚石微粉不经清洗也不会对化学镀液造成污染。
进一步的，步骤(5)中镀镍过程中对金刚石微粉与镀液的混合物进行机械搅拌，同时辅助予超声波处理，所使用的超声波频率优选为10-100KHZ。该步骤能够保证镀镍前经过表面化处理的金刚石微粉之间不团聚，且能够在金刚石微粉表面形成均匀、致密的一层镍。
进一步的，步骤(5)后，对金刚石微粉进行高温分散处理，高温处理温度为200-300℃。高温处理能够保证金刚石微粉之间不团聚，进而保证镀镍后的效果，使其与线锯的结合能力更强。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明在金刚石线锯用金刚石微粉表面金属化处理前，对金刚石微粉进行分散处理，使金刚石微粉之间不团聚，其能够保证后续更好的表面化金属处理过程，保证金刚石微粉表面形成一层均匀、致密的镍膜，进而能够保证金刚石微粉与线锯的结合能力，提高了金刚石微粉的粘合力；
(2)所使用的活化液浓度低，能够节省PdCl2用量，能够降低生产成本，带来更高的经济效益；
(3)金刚石微粉镀上镍之后，进行高温分散处理，能够保证金刚石微粉之间不团聚，保持较好的镀镍效果，增强其与线锯的粘合力。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步解释。
实施例1
一种超细金刚石线锯用金刚石表面金属化的生产方法，包括以下步骤：
(1)取阴离子型表面活性剂，加水溶解，将金刚石微粉放入溶液中搅拌处理，该混合物中阴离子型表面活性剂的含量为10％(wt％)，经过该处理步骤，金刚石微粉表面带上了负电荷；所使用的阴离子型表面活性剂可以使用FP系列或者MP系列阴离子型表面活性；
(2)敏化处理；取经过前处理的金刚石微粉颗粒1kg，清洗后，加入5g/L的SnCl2溶液4L，敏化处理5min；
(3)活化处理：将敏化处理后的金刚石微粉清洗后，加入0.1g/L的PdCl2溶液4L，进行活化处理5min；
(4)还原处理：将经过活化处理的金刚石微粉清洗后，加入50g/L的次亚磷酸钠溶液，保证金刚石微粉没入次亚磷酸钠溶液中即可，还原处理；
(5)经还原处理的金刚石微粉不经清洗，直接加入到化学镀液中，在金刚石微粉表面均匀地镀上一层镍；镀镍过程中对金刚石微粉与镀液的混合物进行机械搅拌，同时辅助予超声波处理，所使用的超声波频率优选为80KHZ。
(6)取出镀镍后的金刚石微粉，清洗、干燥，然后对金刚石微粉在200℃下分散处理，得到成品金刚石微粉，可用于金刚石线锯。
实施例2
一种超细金刚石线锯用金刚石表面金属化的生产方法，包括以下步骤：
(1)取阴离子型表面活性剂，加水溶解，将金刚石微粉放入溶液中搅拌处理，该混合物中阴离子型表面活性剂的含量为1％(wt％)，经过该处理步骤，金刚石微粉表面带上了负电荷；所使用的阴离子型表面活性剂可以使用FP系列或者MP系列阴离子型表面活性；
(2)敏化处理；取经过前处理的金刚石微粉颗粒1kg，清洗后，加入10g/L的SnCl2溶液4L，敏化处理3min；
(3)活化处理：将敏化处理后的金刚石微粉清洗后，加入0.5g/L的PdCl2溶液4L，进行活化处理3min；
(4)还原处理：将经过活化处理的金刚石微粉清洗后，加入30g/L的次亚磷酸钠溶液，保证金刚石微粉没入次亚磷酸钠溶液中即可，还原处理；
(5)经还原处理的金刚石微粉不经清洗，直接加入到化学镀液中，在金刚石微粉表面均匀地镀上一层镍；镀镍过程中对金刚石微粉与镀液的混合物进行机械搅拌，同时辅助予超声波处理，所使用的超声波频率优选为10KHZ。
(6)取出镀镍后的金刚石微粉，清洗、干燥，然后对金刚石微粉在300℃下分散处理，得到成品金刚石微粉，可用于金刚石线锯。
实施例3
一种超细金刚石线锯用金刚石表面金属化的生产方法，包括以下步骤：
(1)取阴离子型表面活性剂，加水溶解，将金刚石微粉放入溶液中搅拌处理，该混合物中阴离子型表面活性剂的含量为6％(wt％)，经过该处理步骤，金刚石微粉表面带上了负电荷；所使用的阴离子型表面活性剂可以使用FP系列或者MP系列阴离子型表面活性；
(2)敏化处理；取经过前处理的金刚石微粉颗粒1kg，清洗后，加入8g/L的SnCl2溶液4L，敏化处理4min；
(3)活化处理：将敏化处理后的金刚石微粉清洗后，加入0.3g/L的PdCl2溶液4L，进行活化处理4min；
(4)还原处理：将经过活化处理的金刚石微粉清洗后，加入10g/L的次亚磷酸钠溶液，保证金刚石微粉没入次亚磷酸钠溶液中即可，还原处理；
(5)经还原处理的金刚石微粉用水清洗后，直接加入到化学镀液中，在金刚石微粉表面均匀地镀上一层镍；镀镍过程中对金刚石微粉与镀液的混合物进行机械搅拌，同时辅助予超声波处理，所使用的超声波频率优选为80KHZ。
(6)取出镀镍后的金刚石微粉，清洗、干燥，然后对金刚石微粉在260℃下分散处理，得到成品金刚石微粉，可用于金刚石线锯。
现有技术中，通过普通的敏化处理、活化处理以及还原处理后的金刚石微粉应用于金刚石线锯生产的电镀环节时，金刚石微粉在电镀液里能保持4-5天，而采用本发明所述方法处理得到的金刚石微粉，能够使用7-8天，在电镀液里持续使用7-8天后金刚石微粉脱落的比例远远低于20％。据此可以看出，本发明所述方法处理得到的金刚石微粉与线锯的结合效果比较好，粘合力较现有技术提高了一倍，寿命显著提高。

Claims (10)

1.一种超细金刚石线锯用金刚石表面金属化的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取金刚石微粉进行前处理，使金刚石微粉表面带上电荷；
(2)用SnCl2进行敏化处理；
(3)用PdCl2进行活化处理；
(4)用次亚磷酸钠进行还原处理；
(5)经还原处理的金刚石微粉清洗后，加入到化学镀液中，在金刚石微粉表面均匀地镀上一层镍。
2.根据权利要求1所述的超细金刚石线锯用金刚石表面金属化的生产方法，其特征在于，步骤(4)还原处理后的金刚石微粉不经清洗直接注入到化学镀液中镀镍。
3.根据权利要求1或2所述的超细金刚石线锯用金刚石表面金属化的生产方法，其特征在于，步骤(1)中，所述前处理为采用阴离子型表面活性剂对金刚石微粉进行分散处理。
4.根据权利要求3所述的超细金刚石线锯用金刚石表面金属化的生产方法，其特征在于，分散处理步骤为：取阴离子型表面活性剂，加水溶解，将金刚石微粉放入溶液中搅拌处理。
5.根据权利要求4所述的超细金刚石线锯用金刚石表面金属化的生产方法，其特征在于，阴离子型表面活性剂溶液与金刚石微粉的混合物中，阴离子型表面活性剂的含量为1-10％(wt％)。
6.根据权利要求1或2所述的超细金刚石线锯用金刚石表面金属化的生产方法，其特征在于，步骤(2)中，SnCl2浓度为5～10g/L。
7.根据权利要求1或2所述的超细金刚石线锯用金刚石表面金属化的生产方法，其特征在于，步骤(3)中PdCl2浓度为0.1～0.5g/L。
8.根据权利要求1或2所述的超细金刚石线锯用金刚石表面金属化的生产方法，其特征在于，步骤(5)中镀镍过程中对金刚石微粉与镀液的混合物进行机械搅拌，同时辅助予超声波处理。
9.根据权利要求8所述的超细金刚石线锯用金刚石表面金属化的生产方法，其特征在于，所使用的超声波频率为10-100KHZ。
10.根据权利要求1或2所述的超细金刚石线锯用金刚石表面金属化的生产方法，其特征在于，步骤(5)后，对金刚石微粉进行高温分散处理，高温处理温度为200-300℃。
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