CN108342755A - 一种镍锡铁合金的金刚石电镀层 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镍锡铁合金的金刚石电镀层，所述金刚石上镀覆有镍锡铁合金的电镀层，所述电镀层中各组分按质量百分比包括：50‑60％镍、20‑30％锡、10‑30％铁；所述电镀层采用镀液电镀得到。本发明能够有效提高金刚石的硬度与耐磨性，同时显著提高金刚石的抗氧化性能，延长金刚石的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及金刚石加工技术领域，具体涉及一种镍锡铁合金的金刚石电镀层。
背景技术
金刚石具有硬度、强度高，耐磨性、耐腐蚀性良好等一系列优异的性能，在超硬材料工具中的应用越来越广泛。金刚石在磨削加工领域得到日愈广泛的应用。由于金刚石与其他材料浸润性较差，如果对金刚石不加以处理直接用来制备工具，因为金刚石与结合剂之间的结合强度低，工具使用过程中将会出现金刚石颗粒容易脱落的现象，从而导致工具快速损耗和加工质量下降。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种镍锡铁合金的金刚石电镀层，本发明能够有效提高金刚石的硬度与耐磨性，延长金刚石的使用寿命。
本发明提出了一种镍锡铁合金的金刚石电镀层，所述金刚石上镀覆有镍锡铁合金的电镀层，所述电镀层中各组分按质量百分比包括：50-60％镍、20-30％锡、10-30％铁；所述电镀层采用镀液电镀得到。
优选地，所述电镀层中各组分按质量百分比包括：54％镍、21％锡、25％铁。
优选地，所述镀液的成分包括：220-240g/L硫酸镍、15-35g/L硫酸亚铁、20-30g/L氯化钠、35-45g/L硼酸、20-30g/L柠檬酸钠、100-160g/L硫酸亚锡。
优选地，所述镍锡铁合金的金刚石电镀层的制备方法，包括如下步骤：将金刚石放入镀液中，镀液温度控制在40-60℃，滚镀1-3h，电流密度控制在1.5-8A/dm2，得到镀覆有镍锡铁合金的金刚石。
优选地，所述镀液的pH值控制在3-4。
优选地，所述金刚石还包括预处理操作，具体步骤如下：将金刚石浸入氢氧化钠溶液中煮沸3-6min，用水洗净，再放入浓HNO3中煮25-30min，用水洗至中性，再将金刚石浸泡在含有20-26g/L的SnCl2和30-40ml/L盐酸的混合溶液中，超声震荡30-40min，用水洗净，然后置于含有1-3g/L的AgNO3溶液中，控制温度为60-70℃并搅拌25-30min，洗净，再放入30-50g/L的NaH2PO2·H2O溶液中浸泡15-20min，水洗3-6次，即可得到预处理好的金刚石。
本发明的有益效果：本发明的金刚石表面镀覆有电镀层，通过金刚石在镀液中电镀得到，得到的电镀层光亮、整平行好、延展性好的，提高金刚石的硬度与耐磨性，本发明的镀液中包含硫酸镍、硫酸亚铁、氯化钠、硼酸、柠檬酸钠、硫酸亚锡成分，以硫酸镍、硫酸亚铁和硫酸亚锡为主要成分，硼酸作为缓冲剂可稳定镀液的酸碱度，柠檬酸钠作为稳定剂可与亚铁离子络合从而防止亚铁离子被氧化成三价铁离子而沉淀；本发明通过科学的配方配比与工艺，获得镍锡铁合金的电镀层，能够有效提高金刚石的硬度与耐磨性，同时显著提高金刚石的抗氧化性能，延长了金刚石的使用寿命。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种镍锡铁合金的金刚石电镀层，所述金刚石上镀覆有镍锡铁合金的电镀层，所述电镀层中各组分按质量百分比包括：50％镍、20％锡、30％铁；所述电镀层采用镀液电镀得到；
其中，所述镀液的成分包括：220g/L硫酸镍、35g/L硫酸亚铁、20g/L氯化钠、45g/L硼酸、20g/L柠檬酸钠、160g/L硫酸亚锡；
所述镍锡铁合金的金刚石电镀层的制备方法，包括如下步骤：将金刚石放入镀液中，镀液温度控制在40℃，滚镀3h，电流密度控制在1.5A/dm2，得到镀覆有镍锡铁合金的金刚石；所述镀液的pH值控制在4；
所述金刚石还包括预处理操作，具体步骤如下：将金刚石浸入氢氧化钠溶液中煮沸3min，用水洗净，再放入浓HNO3中煮30min，用水洗至中性，再将金刚石浸泡在含有20g/L的SnCl2和40ml/L盐酸的混合溶液中，超声震荡30min，用水洗净，然后置于含有3g/L的AgNO3溶液中，控制温度为60℃并搅拌30min，洗净，再放入30g/L的NaH2PO2·H2O溶液中浸泡20min，水洗3次，即可得到预处理好的金刚石。
实施例2
一种镍锡铁合金的金刚石电镀层，所述金刚石上镀覆有镍锡铁合金的电镀层，所述电镀层中各组分按质量百分比包括：60％镍、30％锡、10％铁；所述电镀层采用镀液电镀得到；
其中，所述镀液的成分包括：240g/L硫酸镍、15g/L硫酸亚铁、30g/L氯化钠、35g/L硼酸、30g/L柠檬酸钠、100g/L硫酸亚锡；
所述镍锡铁合金的金刚石电镀层的制备方法，包括如下步骤：将金刚石放入镀液中，镀液温度控制在60℃，滚镀1h，电流密度控制在8A/dm2，得到镀覆有镍锡铁合金的金刚石；所述镀液的pH值控制在3；
所述金刚石还包括预处理操作，具体步骤如下：将金刚石浸入氢氧化钠溶液中煮沸6min，用水洗净，再放入浓HNO3中煮25min，用水洗至中性，再将金刚石浸泡在含有26g/L的SnCl2和30ml/L盐酸的混合溶液中，超声震荡40min，用水洗净，然后置于含有1g/L的AgNO3溶液中，控制温度为70℃并搅拌25min，洗净，再放入50g/L的NaH2PO2·H2O溶液中浸泡15min，水洗6次，即可得到预处理好的金刚石。
实施例3
一种镍锡铁合金的金刚石电镀层，所述金刚石上镀覆有镍锡铁合金的电镀层，所述电镀层中各组分按质量百分比包括：54％镍、21％锡、25％铁；所述电镀层采用镀液电镀得到；
其中，所述镀液的成分包括：235g/L硫酸镍、20g/L硫酸亚铁、28g/L氯化钠、37g/L硼酸、29g/L柠檬酸钠、120g/L硫酸亚锡；
所述镍锡铁合金的金刚石电镀层的制备方法，包括如下步骤：将金刚石放入镀液中，镀液温度控制在55℃，滚镀1.5h，电流密度控制在6A/dm2，得到镀覆有镍锡铁合金的金刚石；所述镀液的pH值控制在3；
所述金刚石还包括预处理操作，具体步骤如下：将金刚石浸入氢氧化钠溶液中煮沸5min，用水洗净，再放入浓HNO3中煮26min，用水洗至中性，再将金刚石浸泡在含有25g/L的SnCl2和32ml/L盐酸的混合溶液中，超声震荡38min，用水洗净，然后置于含有1.5g/L的AgNO3溶液中，控制温度为68℃并搅拌26min，洗净，再放入45g/L的NaH2PO2·H2O溶液中浸泡16min，水洗5次，即可得到预处理好的金刚石。
实施例4
一种镍锡铁合金的金刚石电镀层，所述金刚石上镀覆有镍锡铁合金的电镀层，所述电镀层中各组分按质量百分比包括：52％镍、20％锡、28％铁；所述电镀层采用镀液电镀得到；
其中，所述镀液的成分包括：225g/L硫酸镍、30g/L硫酸亚铁、23g/L氯化钠、42g/L硼酸、22g/L柠檬酸钠、140g/L硫酸亚锡；
所述镍锡铁合金的金刚石电镀层的制备方法，包括如下步骤：将金刚石放入镀液中，镀液温度控制在45℃，滚镀2.5h，电流密度控制在3A/dm2，得到镀覆有镍锡铁合金的金刚石；所述镀液的pH值控制在4；
所述金刚石还包括预处理操作，具体步骤如下：将金刚石浸入氢氧化钠溶液中煮沸4min，用水洗净，再放入浓HNO3中煮29min，用水洗至中性，再将金刚石浸泡在含有21g/L的SnCl2和38ml/L盐酸的混合溶液中，超声震荡32min，用水洗净，然后置于含有2.5g/L的AgNO3溶液中，控制温度为63℃并搅拌29min，洗净，再放入35g/L的NaH2PO2·H2O溶液中浸泡18min，水洗4次，即可得到预处理好的金刚石。
实施例5
一种镍锡铁合金的金刚石电镀层，所述金刚石上镀覆有镍锡铁合金的电镀层，所述电镀层中各组分按质量百分比包括：55％镍、25％锡、20％铁；所述电镀层采用镀液电镀得到；
其中，所述镀液的成分包括：230g/L硫酸镍、25g/L硫酸亚铁、26g/L氯化钠、40g/L硼酸、24g/L柠檬酸钠、127g/L硫酸亚锡；
所述镍锡铁合金的金刚石电镀层的制备方法，包括如下步骤：将金刚石放入镀液中，镀液温度控制在50℃，滚镀2h，电流密度控制在5A/dm2，得到镀覆有镍锡铁合金的金刚石；所述镀液的pH值控制在3；
所述金刚石还包括预处理操作，具体步骤如下：将金刚石浸入氢氧化钠溶液中煮沸4min，用水洗净，再放入浓HNO3中煮28min，用水洗至中性，再将金刚石浸泡在含有23g/L的SnCl2和35ml/L盐酸的混合溶液中，超声震荡35min，用水洗净，然后置于含有2g/L的AgNO3溶液中，控制温度为66℃并搅拌27min，洗净，再放入40g/L的NaH2PO2·H2O溶液中浸泡17min，水洗4次，即可得到预处理好的金刚石。
试验例1
按照本发明实施例1-5的配方与工艺，制得镀覆有镍锡铁合金电镀层的金刚石钻头，然后分别对得到的金刚石钻头进行室内钻头测试，测试结果如下所示。
通过室内钻头测试得知，钻头的钻进时效达到1.92m/h，同时得到钻头的寿命达到49m。因此，本发明能够有效提高金刚石的硬度与耐磨性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种镍锡铁合金的金刚石电镀层，其特征在于，所述金刚石上镀覆有镍锡铁合金的电镀层，所述电镀层中各组分按质量百分比包括：50-60％镍、20-30％锡、10-30％铁；所述电镀层采用镀液电镀得到。
2.根据权利要求1所述镍锡铁合金的金刚石电镀层，其特征在于，所述镀液的成分包括：220-240g/L硫酸镍、15-35g/L硫酸亚铁、20-30g/L氯化钠、35-45g/L硼酸、20-30g/L柠檬酸钠、100-160g/L硫酸亚锡。
3.根据权利要求1或2所述镍锡铁合金的金刚石电镀层，其特征在于，所述镍锡铁合金的金刚石电镀层的制备方法，包括如下步骤：将金刚石放入镀液中，镀液温度控制在40-60℃，滚镀1-3h，电流密度控制在1.5-8A/dm2，得到镀覆有镍锡铁合金的金刚石。
4.根据权利要求1-3任一项所述镍锡铁合金的金刚石电镀层，其特征在于，所述镀液的pH值控制在3-4。
5.根据权利要求3所述镍锡铁合金的金刚石电镀层，其特征在于，所述金刚石还包括预处理操作，具体步骤如下：将金刚石浸入氢氧化钠溶液中煮沸3-6min，用水洗净，再放入浓HNO3中煮25-30min，用水洗至中性，再将金刚石浸泡在含有20-26g/L的SnCl2和30-40ml/L盐酸的混合溶液中，超声震荡30-40min，用水洗净，然后置于含有1-3g/L的AgNO3溶液中，控制温度为60-70℃并搅拌25-30min，洗净，再放入30-50g/L的NaH2PO2·H2O溶液中浸泡15-20min，水洗3-6次，即可得到预处理好的金刚石。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109440149A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-03-08 | 云南师范大学 | 一种电镀高铁-低锡合金的电镀液组成和工艺 |
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2018
- 2018-05-22 CN CN201810494437.3A patent/CN108342755A/zh not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109440149A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-03-08 | 云南师范大学 | 一种电镀高铁-低锡合金的电镀液组成和工艺 |
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