CN107199522B - 一种改进型复合金属固结磨料金刚绳及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金刚绳技术领域，特别是一种改进型复合金属固结磨料金刚绳，包括由多股镀铜钢丝与一股软质聚合物充塞条绞合制成的芯绳，所述芯绳外侧沉积附着金刚石微粒的附着镍层，所述芯绳表面附着镍层上沉积金刚石微粒；所述金刚石微粒表面沉积将金刚石微粒埋覆的包裹镍层。采用上述后结构和方法后，本发明与普通电镀金刚绳相比，金刚绳芯部无显著空隙，不会在绳芯部空间残留水相电解质溶液，避免腐蚀；绳芯部填充石蜡或树脂类软质填充物后，钢丝之间具有一定缓冲层，使用过程中在高张力反复弯折时减少钢丝之间的互相摩擦，从而降低金刚绳疲劳断裂的风险。
Description
技术领域
本发明涉及金刚绳技术领域，特别是一种改进型复合金属固结磨料金刚绳及其生产工艺。
背景技术
目前的金刚绳主要由圆截面钢丝捻制成绳后电镀上金刚石微粉制成，比起由圆截面钢丝直接电镀金刚石微粉的金刚线，有很多优点，比如切割(蓝宝石、晶硅)时，由于绳表面自然形成的螺旋状凹陷，十分有利于容屑排屑，提高了切割效率。
现有技术存在以下问题：
1.由圆截面钢丝捻制成的绳，中心存在空洞，在电镀过程中会封闭酸碱或镀液，造成芯部钢丝逐渐腐蚀，从而降低制成品金刚绳的破断拉力，此外由于金刚绳使用过程中是在高张力下反复弯折的过程，内表面的腐蚀坑穴或斑点也会显著降低其耐疲劳强度。
2、由于金刚绳的切割是一在高张力下反复弯折的过程，部分切割工艺所采用张力可达成品绳破断拉力的70％，而其所用导轮直径常在8cm，在整个切割寿命中绳上同一点在高张力下180°弯折次数可达数十万次之多。由于绳体弯折内外圈变形量不同，会存在钢丝之间的摩擦，从而增加金刚绳疲劳断线的风险。
中国发明专利CN 102555088 A公开了一种固结金刚石和立方氮化硼混合磨料的切割线，包括：固结磨料的金属钢线，所述的磨料是金刚石和立方氮化硼混合磨料，所述金刚石和立方氮化硼混合磨料通过电镀镍的方式固结到金属钢线上。此发明专利仍然为圆截面钢丝直接电镀金刚石，其切割时的排屑能力差，切割效率低。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种改进型复合金属固结磨料金刚绳及其生产工艺。
为解决上述技术问题，本发明包括一种改进型复合金属固结磨料金刚绳，包括由多股镀铜钢丝与一股软质聚合物充塞条绞合制成的芯绳，所述芯绳外侧沉积附着金刚石微粒的附着镍层，所述芯绳表面附着镍层上沉积金刚石微粒；所述金刚石微粒表面沉积将金刚石微粒埋覆的包裹镍层。
本发明还包括一种改进型复合金属固结磨料金刚绳生产工艺，包括以下步骤，
(1)复合成绳：由3股φ0.080mm高强切割钢丝绞合制备芯绳，成绳捻距为5mm；
(2)绝缘填充：将芯绳从绝缘材料熔液中经过；
(3)表面前处理：用旋转刷轮磨刷浸绝缘材料后的芯绳，刮除棱部凸起位置的绝缘材料；
(4)表面清洁：芯绳经放线轮放线，分别经过60±5℃碱性脱脂剂溶液、水洗水、40±5℃的10％硫酸溶液以及水洗水处理，得到表面清洁的芯绳；
(5)表面预处理：表面已清洗的芯绳经过闪镀镍工艺在表面沉积一层结合力高、晶粒细致的镍层介质；
(6)金刚石附着：通过电化学共沉积技术将金刚石微粒附着在芯绳表面；
(7)金刚石固结：将附着有金刚石微粒的芯绳接通直流电源阴极并通过镀镍溶液，施加电流后芯绳表面沉积镍层将金刚石微粒埋覆；
(8)脱绝缘层：采用金刚绳去绝缘层装置去除所附着绝缘层；
(9)干燥：通过吹气及加热装置烘干金刚绳。
进一步的，所述步骤(2)绝缘填充中的绝缘材料为石蜡、丙烯酸乙酯含量23％的乙烯-丙烯酸乙酯共聚物树脂、聚丙烯酸酯类树脂中的一种。
更进一步的，所述步骤(2)绝缘填充中将60号工业石蜡加热熔化并保温100℃，将芯绳从中经过；步骤(6)金刚石附着中金刚石微粒规格为25/35；所述步骤(8)脱绝缘层中将金属绳通过90℃热水熔去所附着石蜡。
更进一步的，所述步骤(2)绝缘填充中所述绝缘材料为丙烯酸乙酯含量23％的乙烯-丙烯酸乙酯共聚物树脂，步骤(6)金刚石附着中金刚石微粒规格为30/40。
更进一步的，所述步骤(2)绝缘填充中所述绝缘材料为聚丙烯酸酯类树脂，所述步骤(3)表面前处理中使用开刃机用绿色碳化硅油石刮磨来除去凸起部位绝缘层；所述步骤(6)金刚石附着中金刚石微粒规格为40/50；所述步骤(8)脱绝缘层中使用二氯乙烷溶剂浸洗溶脱。
进一步的，所述步骤(9)干燥后还包括以下步骤，
(10)品质检测：通过在线品质检测仪器对产品质量进行全程监控；
(11)收线：将所得金刚绳绕在制定工字轮上即得成品金刚绳。
采用上述后结构和方法后，本发明与普通电镀金刚绳相比，金刚绳芯部无显著空隙，不会在绳芯部空间残留水相电解质溶液，避免腐蚀；绳芯部填充石蜡或树脂类软质填充物后，钢丝之间具有一定缓冲层，使用过程中在高张力反复弯折时减少钢丝之间的互相摩擦，从而降低金刚绳疲劳断裂的风险；绳表面凹槽覆盖疏水非导电涂层后可避免金刚石沉积及镍层镀上，可有效减少对切割不起作用的凹槽处金刚石和镍层沉积，降低金刚石和镍金属消耗，同时增强载液能力和容屑空间；生产工艺无需重大调整，但可较大改善品质。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明一种改进型复合金属固结磨料金刚绳的结构示意图。
图中：1为包裹镍层，2为包裹镍的金刚石微粒，3为金刚石微粒，4为附着镍层，5为黄铜层，6为钢丝，7为软质聚合物充塞条
具体实施方式
如图1所示，本发明包括一种改进型复合金属固结磨料金刚绳，包括由多股镀铜钢丝6与一股软质聚合物充塞条7绞合制成的芯绳，所述钢丝6外侧设镀有黄铜层5。所述芯绳外侧沉积附着金刚石微粒3的附着镍层4，所述芯绳表面附着镍层4上沉积金刚石微粒3；所述金刚石微粒3表面沉积将金刚石微粒埋覆的包裹镍层1，形成包裹镍的金刚石微粒2。
本发明还包括一种改进型复合金属固结磨料金刚绳生产工艺，包括以下步骤，
(1)复合成绳：由3股φ0.080mm高强切割钢丝绞合制备芯绳，成绳捻距为5mm；
(2)绝缘填充：将芯绳从绝缘材料熔液中经过；
(3)表面前处理：用旋转刷轮磨刷浸绝缘材料后的芯绳，刮除棱部凸起位置的绝缘材料；
(4)表面清洁：芯绳经放线轮放线，分别经过60±5℃碱性脱脂剂溶液、水洗水、40±5℃的10％硫酸溶液以及水洗水处理，得到表面清洁的芯绳；
(5)表面预处理：表面已清洗的芯绳经过闪镀镍工艺在表面沉积一层结合力高、晶粒细致的镍层介质；
(6)金刚石附着：通过电化学共沉积技术将金刚石微粒附着在芯绳表面；
(7)金刚石固结：将附着有金刚石微粒的芯绳接通直流电源阴极并通过镀镍溶液，施加电流后芯绳表面沉积镍层将金刚石微粒埋覆；
(8)脱绝缘层：采用金刚绳去绝缘层装置去除所附着绝缘层；
(9)干燥：通过吹气及加热装置烘干金刚绳；
(10)品质检测：通过在线品质检测仪器对产品质量进行全程监控；
(11)收线：将所得金刚绳绕在制定工字轮上即得成品金刚绳。
实施方式一：
(1)复合成绳：由3股φ0.080mm高强切割钢丝绞合制备芯绳，成绳捻距为5mm；
(2)绝缘填充：将60号工业石蜡加热熔化并保温100℃，将芯绳从中经过；
(3)表面前处理：用旋转刷轮磨刷浸蜡后的芯绳，刮除棱部凸起位置的石蜡；
(4)表面清洁：芯绳经放线轮放线，分别经过60±5℃碱性脱脂剂溶液、水洗水、40±5℃的10％硫酸溶液以及水洗水处理，得到表面清洁的芯绳；
(5)表面预处理：表面已清洗的芯绳经过闪镀镍工艺在表面沉积一层结合力高、晶粒细致的镍层介质；
(6)金刚石附着：通过电化学共沉积技术将规格为25/35的金刚石微粒附着在芯绳表面；
(7)金刚石固结：将附着有金刚石微粒的芯绳接通直流电源阴极并通过镀镍溶液，施加电流后芯绳表面沉积镍层将金刚石微粒埋覆；
(8)脱绝缘层：将金属绳通过90℃热水熔去所附着石蜡；
(9)干燥：通过吹气及加热装置烘干金刚绳；
(10)品质检测：通过在线品质检测仪器对产品质量进行全程监控；
(11)收线：将所得金刚绳绕在制定工字轮上即得直径为0.250±0.010mm的成品金刚绳。
实施方式二：
与实施方式一不同之处在于，芯绳为由3股φ0.130钢丝，所用绝缘层为丙烯酸乙酯含量23％的乙烯－丙烯酸乙酯共聚物树脂，所述金刚石微粒规格为30/40。其它步骤均同实施方式一，所得成品金刚绳规格为0.340±0.015mm。
实施方式三：
与实施方式二不同之处在于，芯绳为由3股φ0.160钢丝，所述绝缘层为聚丙烯酸酯类树脂，表面前处理工序使用开刃机用绿色碳化硅油石刮磨来除去凸起部位绝缘层，脱绝缘层工序使用二氯乙烷溶剂浸洗溶脱，所述金刚石微粒规格为40/50。其它步骤均同实施方式一，所得成品金刚绳规格为0.420±0.020mm。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式作出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (6)
1.一种改进型复合金属固结磨料金刚绳生产工艺，其特征在于，包括以下步骤，
(1)复合成绳：由3股φ0.080mm高强切割钢丝绞合制备芯绳，成绳捻距为5mm；
(2)绝缘填充：将芯绳从绝缘材料熔液中经过；
(3)表面前处理：用旋转刷轮磨刷浸绝缘材料后的芯绳，刮除棱部凸起位置的绝缘材料；
(4)表面清洁：芯绳经放线轮放线，分别经过60±5℃碱性脱脂剂溶液、水洗水、40±5℃的10％硫酸溶液以及水洗水处理，得到表面清洁的芯绳；
(5)表面预处理：表面已清洗的芯绳经过闪镀镍工艺在表面沉积一层结合力高、晶粒细致的镍层介质；
(6)金刚石附着：通过电化学共沉积技术将金刚石微粒附着在芯绳表面；
(7)金刚石固结：将附着有金刚石微粒的芯绳接通直流电源阴极并通过镀镍溶液，施加电流后芯绳表面沉积镍层将金刚石微粒埋覆；
(8)脱绝缘层：采用金刚绳去绝缘层装置去除所附着绝缘层；
(9)干燥：通过吹气及加热装置烘干金刚绳。
2.按照权利要求1所述的一种改进型复合金属固结磨料金刚绳生产工艺，其特征在于：所述步骤(2)绝缘填充中的绝缘材料为石蜡、丙烯酸乙酯含量23％的乙烯-丙烯酸乙酯共聚物树脂、聚丙烯酸酯类树脂中的一种。
3.按照权利要求2所述的一种改进型复合金属固结磨料金刚绳生产工艺，其特征在于：所述步骤(2)绝缘填充中将60号工业石蜡加热熔化并保温100℃，将芯绳从中经过；步骤(6)金刚石附着中金刚石微粒规格为25/35；所述步骤(8)脱绝缘层中将金属绳通过90℃热水熔去所附着石蜡。
4.按照权利要求2所述的一种改进型复合金属固结磨料金刚绳生产工艺，其特征在于：所述步骤(2)绝缘填充中所述绝缘材料为丙烯酸乙酯含量23％的乙烯-丙烯酸乙酯共聚物树脂，步骤(6)金刚石附着中金刚石微粒规格为30/40。
5.按照权利要求2所述的一种改进型复合金属固结磨料金刚绳生产工艺，其特征在于：所述步骤(2)绝缘填充中所述绝缘材料为聚丙烯酸酯类树脂，所述步骤(3)表面前处理中使用开刃机用绿色碳化硅油石刮磨来除去凸起部位绝缘层；所述步骤(6)金刚石附着中金刚石微粒规格为40/50；所述步骤(8)脱绝缘层中使用二氯乙烷溶剂浸洗溶脱。
6.按照权利要求2所述的一种改进型复合金属固结磨料金刚绳生产工艺，其特征在于，所述步骤(9)干燥后还包括以下步骤，
(10)品质检测：通过在线品质检测仪器对产品质量进行全程监控；
(11)收线：将所得金刚绳绕在制定工字轮上即得成品金刚绳。
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