CN107675234A - 金刚石线锯的制备方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金刚石线锯的制备方法及装置，该制备方法包括以下步骤：(1)将金刚砂表面进行极化处理；(2)将步骤(1)极化处理后的金刚砂散布在竖直的胚线周围，胚线与金刚砂向下运动并通过静电场使金刚砂粘附在胚线上；(3)将步骤(2)得到的粘附金刚砂的胚线进行电镀，得到金刚石线锯。该金刚石线锯的制备方法，解决了金刚砂在电镀液中悬浮不稳定的问题，提高了金刚砂的利用率，上砂效率高；上砂效果决定于静电场的大小、胚线的走线速度以及胚线周围的散砂密度，上述制备方法增强了上砂效果的调控能力，提高了金刚石线锯的生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及金刚石工具加工技术领域，特别地，涉及一种金刚石线锯的制备方法及装置。
背景技术
金刚石工具在硬脆材料加工中使用十分广泛，但生产效率和质量难以保证，主要是因为生产技术不成熟。目前金刚石线锯的制造技术，大体上有以下几种：钢丝即胚线通过堆积的金刚砂，通过加电上砂、电镀来制造金刚石线锯；胚线水平或垂直通过混有一定比例金刚砂的电镀混合液，加电上砂来制造金刚石线锯；胚线通过处于外加磁场中的混入一定比例金刚砂的电镀混合液，在磁场和电场作用下上砂来制造金刚石线锯。以上金刚石线锯的制造技术，一方面金刚砂在溶液中保持悬浮稳定非常困难，导致上砂效率低，同时金刚砂混在溶液中，对相关的机械循环部分造成不可避免的磨损；另一方面，将金刚砂电镀到胚线上时，容易造成堆砂团聚的现象，分散性不好。以上两方面的缺陷严重阻碍了金刚石线锯的制造，成为金刚石线锯的应用瓶颈。
发明内容
本发明提供了一种金刚石线锯的制备方法及装置，以解决现有金刚石线锯的制备过程中上砂效率低、对制备装置有磨损、堆砂团聚、分散性不好的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种金刚石线锯的制备方法，包括以下步骤：(1)将金刚砂表面进行极化处理；(2)将步骤(1)极化处理后的金刚砂散布在竖直的胚线周围，胚线与金刚砂向下运动并通过静电场使金刚砂粘附在胚线上；(3)将步骤(2)得到的粘附金刚砂的胚线进行电镀，得到金刚石线锯。
进一步地，极化处理具体为通过物理或化学方式使金刚砂表面覆盖金属层、非金属层或离子膜层。
进一步地，步骤(2)中将金刚砂散布在胚线周围采用的方法为搅拌、筛动、气动吹扬中的一种或多种。
进一步地，步骤(2)中胚线周围金刚砂的密度为20～50cts/cm3。
进一步地，静电场的强度为1×104～1×106v/m。
进一步地，胚线通过静电场的速度为1～60m/min。
进一步地，电镀液为瓦特型电镀镍体系、柠檬酸镍体系、氨基磺酸镍体系中的一种或多种。
进一步地，金刚砂的颗粒直径为5～12μm。
进一步地，步骤(1)还包括对胚线表面进行清洗、干燥预处理的步骤。
进一步地，步骤(3)还包括对电镀后的胚线进行清洗的步骤。
根据本发明的另一方面，还提供了一种金刚石线锯的制备装置，包括分别设置在制备装置的两端并连接传动装置的放线导轮和收线导轮，还包括用于传送胚线的过渡导轮；放线导轮与收线导轮之间设有用于将金刚砂散布在胚线周围的散砂桶，散砂桶下方设置用于将金刚砂粘附在胚线上的上砂桶，上砂桶内设有静电场；还包括用于将金刚砂固结在胚线上的电镀槽。
进一步地，过渡导轮包括用于将放线导轮导出的胚线转换为竖直方向的第一导轮，用于将胚线转换为水平方向并导入收线导轮的第二导轮，还包括设置在电镀槽内用于将胚线导入和导出电镀液的第三导轮；散砂桶位于第一导轮之后。
进一步地，电镀槽位于上砂桶之后且水平设置。
进一步地，放线导轮与散砂桶之间设置有胚线预处理槽。
进一步地，电镀槽与收线导轮之间设有清洗槽。
本发明具有以下有益效果：
本发明的金刚石线锯的制备方法，将金刚砂散布在竖直的胚线周围，并与胚线一起向下运动通过静电场，使金刚砂粘附在胚线上，再通过电镀槽电镀，使金刚砂牢牢固结在胚线上。上述制备方法解决了现有金刚石线锯制备过程中金刚砂在电镀液中悬浮不稳定的问题，提高了金刚砂的利用率，上砂效率高；上砂效果取决于静电场的大小、胚线的走线速度以及胚线周围的散砂密度，上述制备方法增强了上砂效果的调控能力，提高了金刚石线锯的生产效率。
本发明的金刚石线锯的制备装置，结构简单，操作方便，成本低。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的金刚石线锯的制备装置示意图。
附图标记说明：
1、放线导轮；2、预处理槽；3、散砂桶；4、上砂桶；5、电镀槽；6、清洗槽；7、收线导轮；8、第一导轮；9、第二导轮；10、第三导轮。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明提供了一种金刚石线锯的制备方法，包括以下步骤：(1)将金刚砂表面进行极化处理；(2)将步骤(1)极化处理后的金刚砂散布在竖直的胚线周围，胚线与金刚砂向下运动并通过静电场使金刚砂粘附在胚线上；(3)将步骤(2)得到的粘附金刚砂的胚线进行电镀，得到金刚石线锯。
上述金刚石线锯的制备方法，金刚砂需要通过静电作用粘附到胚线上，因此在金刚砂使用之前，先将其进行极化处理，以便于金刚砂在静电场中更好地粘附到胚线上。将金刚砂持续均匀地散布在胚线周围，并控制其散布密度和范围，能够使金刚砂和胚线在一起向下运动并通过静电场的过程中，更容易粘附到胚线上。胚线设置为竖直向下运动，金刚砂散布在胚线周围并处于静电场中时，金刚砂的运动会同时受到重力和电场力作用的影响，主要是电场力的作用，从而粘附到胚线表面，而无需其它的外力或者引导装置。粘附有金刚砂的胚线被传送到电镀槽5中电镀，通过电镀作用瞬间在胚线和金刚砂之间析出金属镍，把胚线与金刚砂紧密连接成一个整体，后续在电镀槽5内不断地电镀析出金属镍，一步步不断加固金刚砂与胚线之间结合力，使其达到产品质量要求。
上述金刚石线锯的制备方法，将金刚砂散布在竖直的胚线周围，并与胚线一起向下运动通过静电场，使金刚砂粘附在胚线上，再通过电镀槽5电镀，使金刚砂牢牢固结在胚线上。上述制备方法解决了现有金刚石线锯制备过程中金刚砂在电镀液中悬浮不稳定的问题，提高了金刚砂的利用率，上砂效率高；上砂效果决定于静电场的大小、胚线的走线速度以及胚线周围的散砂密度，上述制备方法增强了上砂效果的调控能力，提高了金刚石线锯的生产效率。
优选的，极化处理具体为通过物理或化学方式使金刚砂表面覆盖金属层、非金属层或离子膜层。上述极化处理的方式都可以实现使金刚砂在静电作用下粘附到胚线上。
优选的，步骤(2)中将金刚砂散布在胚线周围采用的方法为搅拌、筛动、气动吹扬中的一种或多种。采用上述方法能够将金刚砂持续均匀地散布在胚线的周围，便于一起向下运动并在静电场中均匀地粘附在胚线上。
优选的，步骤(2)中胚线周围金刚砂的密度为20～50cts/cm3。胚线周围的金刚砂采用上述密度分布有利于金刚砂在胚线上的粘附且分散均匀。
优选的，静电场的强度为1×104～1×106v/m。静电场的强度大小影响上砂效果，金刚砂在胚线上的密度与电场强度成正比关系，采用上述电场强度能够使上砂效率最高。
优选的，胚线通过静电场的速度为1～60m/min。在静电场中，胚线的走线速度与金刚砂在胚线上的密度成反比关系，即走线速度越快，会导致金刚砂在胚线上的密度越小。
优选的，电镀液为瓦特型电镀镍体系、柠檬酸镍体系、氨基磺酸镍体系中的一种或多种。胚线经过上述电镀液通过电镀作用瞬间在胚线和金刚砂之间析出金属镍，把胚线与金刚砂牢牢固结在一起。
优选的，金刚砂的颗粒直径为5～12μm。本发明采用上述直径的金刚砂颗粒，更易于粘附在胚线上，不会产生堆砂团聚，提高了金刚砂的利用率；并且镀镍后能够更加牢固地与胚线结合。
优选的，步骤(1)还包括对胚线表面进行清洗、干燥预处理的步骤。上述干燥步骤可以采用电加热、红外加热及微波加热等加热手段干燥其表面，以保持金属表面的活性。
优选的，步骤(3)还包括对电镀后的胚线进行清洗的步骤。电镀后的胚线清洗的步骤能够清洗掉胚线表面残留的电镀液，防止其生锈。
作为一个总的发明构思，本发明还提供了一种金刚石线锯的制备装置，应用于上述的金刚石线锯的制备方法，包括分别设置在制备装置的两端并连接传动装置的放线导轮1和收线导轮7，还包括用于传送胚线的过渡导轮；放线导轮1与收线导轮7之间设有用于将金刚砂散布在胚线周围的散砂桶3，散砂桶3下方设置用于将金刚砂粘附在胚线上的上砂桶4，上砂桶4内设有静电场；还包括用于将金刚砂固结在胚线上的电镀槽5。
上述金刚石线锯的制备装置，胚线设置于放线导轮1和收线导轮7之间，在传动装置的带动下，胚线能够在放线导轮1与收线导轮7之间传动。散砂桶3为圆柱形桶或锥形的漏斗状桶，胚线穿过散砂桶3的中心，金刚砂均匀散布在散砂桶3内。当胚线向下运动时，金刚砂与胚线一起运动并进入到散砂桶3下方的上砂桶4中。胚线穿过上砂桶4，上砂桶4内设有圆形、方形或者椭圆形的静电场，在上述静电场的作用下，金刚砂粘附在胚线上。上砂桶4之后设置电镀槽5，粘附有金刚砂的胚线通过电镀槽5并在电镀槽5内进行电镀，在胚线与金刚砂之间析出金属镍，使胚线与金刚砂牢牢固结在一起，随着金属镍的不断析出，胚线与金刚砂之间的结合力不断地加强。
优选的，过渡导轮包括用于将放线导轮1导出的胚线转换为竖直方向的第一导轮8，用于将胚线转换为水平方向并导入收线导轮7的第二导轮9，还包括设置在电镀槽5内用于将胚线导入和导出电镀液的第三导轮10；散砂桶3位于第一导轮8之后。过渡导轮使胚线在散砂桶3、上砂桶4和电镀槽5之间传动，保证整个制备装置的顺畅运行。
优选的，电镀槽5位于上砂桶4之后且水平设置。电镀槽5位于上砂桶4与第二导轮9之间，第三导轮10用于将胚线导入和导出电镀槽5。电镀槽5中盛有用于对胚线进行电镀的电镀液。
优选的，放线导轮1与散砂桶3之间设置有胚线预处理槽2。预处理槽2位于第一导轮8之前，水平设置。上述胚线预处理槽2用于对胚线表面进行洁净处理，之后干燥，保持胚线表面的活性。
优选的，电镀槽5与收线导轮7之间设有清洗槽6。清洗槽6位于第二导轮9之后，水平设置。电镀后的胚线在清洗槽6内清洗后能够清洗掉胚线表面残留的电镀液，防止其生锈。
实施例
以下各实施例中化学试剂均为市售。
实施例1
本发明的优选实施例提供了一种金刚石线锯的制备方法，包括以下步骤：(1)采用化学方法将颗粒直径为10μm的金刚砂表面进行极化处理，使其覆盖一层非金属层；将胚线表面进行清洗、干燥预处理，使胚线表面保持活性。(2)将上述金刚砂持续散布在散砂桶3内，并通过搅拌的方式使金刚砂在散砂桶3内散布均匀，其中胚线周围金刚砂的密度为30cts/cm3，胚线与金刚砂一同向下穿过散砂桶3，进入上砂桶4内。胚线的走线速度即通过静电场的速度为30m/min，静电场的方向垂直于胚线由四周指向胚线，强度为1×106v/m。(3)粘附金刚砂的胚线在传动装置的带动下继续运动，进入散砂桶3下方的电镀槽5电镀，电镀液为瓦特型电镀镍体系。电镀完成后在清洗槽6中清洗，然后通过收线导轮7收起。
上述实施例的制备方法所应用的金刚石线锯的制备装置，包括分别设置在制备装置的两端并连接传动装置的放线导轮1和收线导轮7，还包括用于传送胚线的过渡导轮；放线导轮1与收线导轮7之间设有用于对胚线进行预处理的胚线预处理槽2、用于将金刚砂散布在胚线周围的散砂桶3，散砂桶3下方设置用于将金刚砂粘附在胚线上的上砂桶4，上砂桶4内设有静电场；还包括用于将金刚砂固结在胚线上的电镀槽5，电镀槽5与收线导轮7之间设置清洗槽6。过渡导轮包括用于将放线导轮1导出的胚线转换为竖直方向的第一导轮8，用于将胚线转换为水平方向并导入收线导轮7的第二导轮9，还包括设置在电镀槽5内用于将胚线导入和导出电镀液的第三导轮10；散砂桶3位于第一导轮8之后。电镀槽5位于上砂桶4之后且水平设置。预处理槽2位于第一导轮8之前，水平设置。清洗槽6位于第二导轮9之后，水平设置。
将收线导轮7上安装拍照系统，拍取清洗槽6清洗后的胚线表层图片，通过观察图片上金刚砂分布的均匀性和堆叠情况来判断上砂效果，金刚砂分布均匀且堆叠情况较少为效果较好。本实施例金刚砂在胚线上分布均匀且少有堆叠。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种金刚石线锯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将金刚砂表面进行极化处理；
(2)将所述步骤(1)极化处理后的金刚砂散布在竖直的胚线周围，所述胚线与所述金刚砂向下运动并通过静电场使所述金刚砂粘附在所述胚线上；
(3)将所述步骤(2)得到的粘附金刚砂的所述胚线进行电镀，得到所述金刚石线锯。
2.根据权利要求1所述的金刚石线锯的制备方法，其特征在于，
所述极化处理具体为通过物理或化学方式使所述金刚砂表面覆盖金属层、非金属层或离子膜层。
3.根据权利要求1所述的金刚石线锯的制备方法，其特征在于，
所述步骤(2)中将所述金刚砂散布在所述胚线周围采用的方法为搅拌、筛动、气动吹扬中的一种或多种；和/或
所述步骤(2)中胚线周围金刚砂的密度为20～50cts/cm3。
4.根据权利要求1所述的金刚石线锯的制备方法，其特征在于，
所述静电场的强度为1×104～1×106v/m；和/或
所述胚线通过静电场的速度为1～60m/min。
5.根据权利要求1所述的金刚石线锯的制备方法，其特征在于，
所述电镀液为瓦特型电镀镍体系、柠檬酸镍体系、氨基磺酸镍体系中的一种或多种。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的金刚石线锯的制备方法，其特征在于，
所述金刚砂的颗粒直径为5～12μm。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的金刚石线锯的制备方法，其特征在于，
所述步骤(1)还包括对所述胚线表面进行清洗、干燥预处理的步骤；和/或
所述步骤(3)还包括对电镀后的所述胚线进行清洗的步骤。
8.一种金刚石线锯的制备装置，其特征在于，
包括分别设置在所述制备装置的两端并连接传动装置的放线导轮(1)和收线导轮(7)，还包括用于传送所述胚线的过渡导轮；
所述放线导轮(1)与所述收线导轮(7)之间设有用于将所述金刚砂散布在所述胚线周围的散砂桶(3)，所述散砂桶(3)下方设置用于将所述金刚砂粘附在所述胚线上的上砂桶(4)，所述上砂桶(4)内设有静电场；
还包括用于将金刚砂固结在所述胚线上的电镀槽(5)。
9.根据权利要求8所述的金刚石线锯的制备装置，其特征在于，
所述过渡导轮包括用于将所述放线导轮(1)导出的胚线转换为竖直方向的第一导轮(8)，用于将胚线转换为水平方向并导入所述收线导轮(7)的第二导轮(9)，还包括设置在电镀槽(5)内用于将胚线导入和导出电镀液的第三导轮(10)；所述散砂桶(3)位于所述第一导轮(8)之后；和/或
所述电镀槽(5)位于所述上砂桶(4)之后且水平设置。
10.根据权利要求8所述的金刚石线锯的制备装置，其特征在于，
所述放线导轮(1)与所述散砂桶(3)之间设置有胚线预处理槽(2)；和/或
所述电镀槽(5)与所述收线导轮(7)之间设有清洗槽(6)。
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