CN109504998A - 表面磨粒群呈节块状排布的电镀锯丝的制作方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种表面磨粒群呈节块状排布的电镀锯丝的制作方法及装置，所述方法是使制作锯丝的钢丝基体间隔地浸入混有超硬磨料的电镀液中，与电镀液接触的部分钢丝基体进行复合电沉积，表面固结超硬磨粒；另一部分钢丝基体置于电镀液之外，不与电镀液接触，不固结超硬磨料。所述装置，包括电镀上砂槽和镀液盛放槽，电镀上砂槽设置在镀液盛放槽的上方，电镀上砂槽中设置有阳极；电镀上砂槽内部设置有上组导轮和下组导轮，上组导轮和下组导轮均沿水平方向设置且上下隔离，镀液盛放槽通过上液管与电镀上砂槽连接，电镀上砂槽通过排液管与镀液盛放槽连接。本发明工艺过程简单，制作装置结构简单，操作便捷。

Description

表面磨粒群呈节块状排布的电镀锯丝的制作方法及装置

技术领域

本发明涉及一种用于制作表面磨粒群呈节块状排布的电镀锯丝的方法及其装置(电镀槽)，属于固结磨料锯丝制造技术领域。

背景技术

电镀金刚线切割技术具有切割效率高，切片的总厚度偏差和翘曲度低，出品率高，切割环境友好等优点，目前普遍应用于Si、SiC、蓝宝石等晶体的切片加工中。电镀锯丝通常是以高强度钢丝做基体，采用复合电镀法利用金属镀层的沉积把超硬磨料固结在钢丝基体表面而制成，超硬磨料对工件进行切削去除。

中国专利文献CN203034117U公开的《电镀金刚石线锯上砂装置》，CN206157258U公开的《金刚石线锯复合电镀设备的上砂装置》以及CN204874786U公开的《一种电镀金刚石线锯立式上砂装置》，这些装置制作的电镀锯丝呈现磨粒随机布满锯丝整个圆周表面的情况，锯切时脱落磨粒与切屑不容易排出，润滑冷却液也难充分进入锯切区，降低了锯丝锯切性能和切片表面质量。

CN103100987A公开的《磨料可控排布的电镀金刚石线锯及制备方法》，提出一种表面磨料节块状分布的电镀锯丝及制作方法，包括以下步骤：钢丝基体表面选区涂层处理，钢丝基体预留的无磨料表面被涂上预设形状的涂层；钢丝基体表面上砂处理，钢丝基体进入电镀槽，在基体表面无涂层的区域电沉积上磨料；钢丝基体表面去涂层处理，钢丝基体进入去涂层槽去除涂层，完成金刚石线锯的制造，在无金刚石沉积的表面形成排屑槽。由此提高磨料的使用率，减少切屑的堵塞。但是这种方法在制备电镀锯丝时，需要在钢丝基体表面增加涂层和去涂层工序，提高了制作工艺的复杂性。

CN103882500B公开的《磨粒群节块状排布的电镀线锯丝的制作方法及装置》，提出一种磨粒群节块状排布的电镀线锯丝的制作方法及装置，该方法是对制作锯丝的钢丝基体进行间隔遮覆，然后在电镀液中进行超硬磨粒的复合电沉积，只在没有遮覆的钢丝基体部分进行复合电镀，表面固结超硬磨粒，形成磨粒群的节块状间隔排布，得到表面磨粒群节块状排布的电镀线锯丝。这种方法及实现该方法的装置在制备锯丝时，需要有钢丝表面遮覆装置，同样增加了制备工艺及电镀槽结构的复杂性。

发明内容

本发明针对目前表面具备排屑槽电镀锯丝的制备技术存在的工艺复杂等不足，提供一种操作方便，工艺简单的磨粒群呈节块状排布的电镀锯丝的制作方法，同时提供一种实现该方法的磨粒群呈节块状排布电镀锯丝的电镀槽。

本发明的表面磨粒群呈节块状排布的电镀锯丝的制作方法，是：

使制作锯丝的钢丝基体间隔地浸入混有超硬磨料的电镀液中，与电镀液接触的部分钢丝基体进行复合电沉积，表面固结超硬磨粒；另一部分钢丝基体置于电镀液之外，不与电镀液接触，不固结超硬磨料；这样就形成了钢丝表面磨粒群呈节块状间隔排布，得到表面磨粒群呈节块状排布的电镀锯丝。其中，电镀锯丝表面固结超硬磨料的部分具有切削功能，没有固结超硬磨料的部分主要提供排屑功能。

所述钢丝基体呈折线状，下部浸入电镀液中。所述折线状为波浪形。

上述方法使钢丝基体在电镀液的液面上下呈折线状排布，既不用对钢丝基体预留的无磨料表面进行涂覆预设形状的涂层，也不用对制作锯丝的钢丝基体进行间隔遮覆，大大简化了表面磨粒群呈节块状排布电镀锯丝的制作工艺，提高了生产效率。

实现上述方法的表面磨粒群呈节块状排布的电镀锯丝的制作装置，采用以下技术方案：

该装置，包括电镀上砂槽和镀液盛放槽，电镀上砂槽设置在镀液盛放槽的上方，电镀上砂槽中设置有阳极；电镀上砂槽内部设置有上组导轮和下组导轮，上组导轮和下组导轮均沿水平方向设置且上下隔离，上组导轮中的各个上导轮为导电轮，下组导轮中的各个下导轮为非导电轮，上组导轮中的每个上导电轮处于下组导轮中相邻两个下导轮之间；镀液盛放槽通过上液管与电镀上砂槽连接，上液管中连接上液泵；电镀上砂槽通过排液管与镀液盛放槽连接。

所述电镀上砂槽呈长方体，所述镀液盛放槽呈圆柱体。

所述镀液盛放槽中设置有温度调节装置和搅拌器，实现电镀液温度可控和磨料在镀液中的均匀分布。

所述排液管中设置流量调节阀，以实现排液量的调节与可控。

所述上组导轮的上方两侧分别设置有进线导轮和出线导轮，以便于钢丝的连续运行与张紧。

所述电镀上砂槽的底部设置有布液池，布液池上分布有与电镀上砂槽相通的布液孔，布液池的截面为等腰梯形，该等腰梯形梯形的腰与下底边的夹角为30-60°，该等腰梯形梯形的高度为10-20mm。这样可以实现复合电镀液中的超硬磨料在电镀上砂槽各处均匀分布。

所述上导轮和下导轮的直径设置为10-20mm；

所述相邻上导轮和下导轮之间的水平间隔宽度设置为20-30mm，

所述相邻上导轮和下导轮之间的高度差设置为20-30mm。

所述下导轮与电镀上砂槽底部的距离为100-120mm。

上述装置在使用时，钢丝张紧后由电镀上砂槽一侧上方的进线导轮引导进入电镀上砂槽内，依次穿过上组导轮和下组导轮中相邻的导轮，使钢丝在上砂槽中呈曲折状排布，从电镀上砂槽另一侧上方的出线导轮引出。钢丝静止，通过上液泵向电镀上砂槽中泵入电镀液，调节液面，使上组导轮在液面之上，下组导轮浸没在液面之下，使得钢丝一部分在液面之上不与电镀液接触，钢丝一部分在液面之下浸入电镀液中。上组导轮接电源负极，上砂槽中阳极接电源正极。钢丝不与电镀液接触部分不能进行复合电镀上砂，钢丝浸入电镀液部分进行复合电沉积固结磨料，制作成表面磨粒群呈节块状排布的电镀锯丝。

本发明通过钢丝进入上砂槽进行复合电镀时呈曲折状排布，使置于电镀液的液面之上的钢丝部分无法沉积镀层与上砂，液面之下的钢丝部分与电镀液接触进行电镀层与磨料的复合电沉积，实现了表面磨粒群呈节块状排布电镀锯丝的制作，工艺过程简单，电镀槽结构简单，操作便捷。

附图说明

图1是本发明表面磨粒群呈节块状排布的电镀锯丝的制作装置的结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3是制作装置中电镀上砂槽底部的布液池示意图。

图4是本发明制作的磨粒群呈节块状排布电镀锯丝的外观示意图。

图中：1.钢丝，2.进线导轮，3.上导轮，4.下导轮，5.复合电镀液，6.电镀上砂槽，7.排液管，8.流量调节阀，9.镀液盛放槽，10.上液泵，11.上液管，12.布液池，13.布液孔，14.出线导轮，15.出液口，16.液面之上的钢丝部分，17.浸入镀液的钢丝部分，18.磨粒群，19.排屑槽。

具体实施方式

本发明的表面磨粒群呈节块状排布的电镀锯丝的制作方法是使制作锯丝的钢丝基体一部分浸入混有超硬磨料的电镀液中，进行复合电沉积，这一部分钢丝基体与电镀液接触，表面固结超硬磨粒；钢丝基体的另一部分置于电镀液之外，不与电镀液接触，该部分钢丝基体没有镀层沉积而不固结超硬磨料。也就是使制作锯丝的钢丝基体间隔地浸入混有超硬磨料的电镀液中，与电镀液接触的部分钢丝基体进行复合电沉积，表面固结超硬磨粒；另一部分钢丝基体置于电镀液之外，不与电镀液接触，不固结超硬磨料。

这样就形成了钢丝表面磨粒群呈节块状间隔排布，得到表面磨粒群呈节块状排布的电镀锯丝。其中，电镀锯丝表面固结超硬磨料的部分具有切削功能，没有固结超硬磨料的部分主要提供排屑功能。

如图1和图2所示，实现上述方法的表面磨粒群呈节块状排布的电镀锯丝的制作装置，包括电镀上砂槽6和镀液盛放槽9，两者可以选择PP材质、PVC材质、PVDF材质或聚四氟乙烯等材质制成。电镀液盛放槽9为圆柱体，用于储存混有超硬磨料微粉的电镀液5。电镀上砂槽6为长方体，可以盛放混有超硬磨料微粉的复合电镀液5，对钢丝1表面进行复合电镀。

电镀上砂槽6的内部沿水平方向设置上组导轮和下组导轮。若干个上导轮3组成的上组导轮的轴线处于一条水平直线上，若干个下导轮4组成的下组导轮的轴线处于另一条水平直线上，两条水平线上下间隔一定距离。上导轮3为导电轮，可选择不锈钢或纯钛等导电材料制作；下导轮4为非导电轮，可选择耐磨塑料或耐磨尼龙等非导电材料制作。上导轮3和下导轮4在水平方向采用间隔布置的方式，相邻上导轮3和下导轮4之间水平方向的间距可以相同，也可以不同，形成相邻上导轮3和下导轮4的等间距或不等间距排列。电镀上砂槽6的内部两侧对称放置有阳极(图中未画出)，制作过程中阳极处于复合电镀液5中。

上导轮3和下导轮4的直径根据锯丝的制作要求设置，一般可设置为10-20mm；相邻上导轮3和下导轮4之间的水平间隔宽度一般可设置为20-30mm，相邻上导轮3和下导轮4之间的高度差一般可设置为20-30mm。下导轮4与电镀上砂槽6底部的距离为100-120mm。

电镀上砂槽6的前后两侧上方分别设置有进线导轮2和出线导轮14，便于钢丝1的连续运行与张紧。

镀液盛放槽9的内部设置温度调节装置和搅拌器(图中未画出)，以实现复合电镀液5的温度可控以及磨料在其中的均匀分布。镀液盛放槽9的底部设置出液口15，该出液口15连接上液泵10，上液泵10通过上液管11连接至电镀上砂槽6底部的布液池12中，布液池12上分布有与电镀上砂槽6相通的布液孔13，复合电镀液5通过一系列的布液孔13进入电镀上砂槽6中，实现复合电镀液5中的超硬磨料在电镀上砂槽6各处均匀分布，上液管11与布液池12之间具有两个进液口。布液池12的截面为等腰梯形结构，参见图3，梯形的腰与下底边的夹角θ为30-60°，上底边与下底边的高度为10-20mm。

镀液盛放槽9中的复合电镀液5经过上液泵10和上液管11抽至电镀上砂槽6，通过布液孔13将复合电镀液5输入到电镀上砂槽6中。电镀上砂槽6的前后两侧均设置有排液管7，可以将内部的复合电镀液5排放到镀液盛放槽9中，实现复合电镀液5的循环。排液管7中设置流量调节阀8，实现排液量的调节与可控。

钢丝1一般为琴钢丝或弹簧钢丝等高强度钢丝，直径为0.05-0.15mm。复合电镀液5要求为电镀镍溶液，按电镀要求混有一定比例的表面镀镍处理的金刚石微粉，粒径为6μm-20μm。

钢丝1张紧后由电镀上砂槽6一侧上方的进线导轮2引导进入电镀上砂槽6内，依次穿过每个下导轮4和上导轮3，使钢丝1在电镀上砂槽6中呈波浪排布(参见图1)，从电镀上砂槽6另一侧上方的出线导轮14导出。钢丝1静止，通过上液泵10将镀液盛放槽9中的复合电镀液5泵入电镀上砂槽6，并使用流量调节阀8控制排液管7的流量与流速，调节电镀上砂槽6中的液面，使上导轮3在液面之上，下导轮4浸没在液面之下，这样使得钢丝1一部分在液面之上不与复合电镀液5接触，形成液面之上的钢丝部分16，钢丝1的另一部分在复合电镀液5的液面之下，形成浸入镀液的钢丝部分17。这样，钢丝1与复合电镀液5形成等距或不等距的间隔接触。上导轮3接电源负极，电镀上砂槽6中阳极接电源正极。

液面之上的钢丝部分16不与复合电镀液5接触，不能进行复合电镀上砂，而浸入镀液的钢丝部分17进行复合电沉积而固结磨料。根据使用的钢丝1直径、磨料粒度、复合电镀液5配方参数与电镀参数确定电镀时间，完成锯丝表面磨粒群呈节块状上砂的制备过程。

电镀完毕后，移动钢丝1使其电镀好的锯丝段移出电镀上砂槽6，使钢丝1的下一段进入电镀上砂槽6进行电镀，如此重复，可实现大长度锯丝的生产。

本发明未涉及部分如钢丝的前处理清洗、后处理清洗与加热、钢丝的连续放线、收线、张紧、电镀上砂槽的支撑方式及复合电镀液配方参数及电镀参数的选用等可采用现有技术加以实现。

制作好的表面磨粒群呈节块状排布的电镀锯丝，如图4所示，其上的磨粒群18呈间隔节块状排布，带有磨粒群18的部分具有切削加工功能，其余部分为容屑槽19。

Claims (9)

1.一种表面磨粒群呈节块状排布的电镀锯丝的制作方法，其特征是：

使制作锯丝的钢丝基体一部分浸入混有超硬磨料的电镀液中，进行复合电沉积，这一部分钢丝基体与电镀液接触，表面固结超硬磨粒；钢丝基体的另一部分置于电镀液之外，不与电镀液接触，该部分钢丝基体没有镀层沉积而不固结超硬磨料；这样就形成了钢丝表面磨粒群呈节块状间隔排布，得到表面磨粒群呈节块状排布的电镀锯丝。

2.根据权利要求1所述表面磨粒群呈节块状排布的电镀锯丝的制作方法，其特征是：所述钢丝基体呈折线状，下部浸入电镀液中。

3.根据权利要求2所述表面磨粒群呈节块状排布的电镀锯丝的制作方法，其特征是：所述折线状为波浪形。

4.一种实现权利要求1所述方法的表面磨粒群呈节块状排布的电镀锯丝的制作装置，其特征是：包括电镀上砂槽和镀液盛放槽，电镀上砂槽设置在镀液盛放槽的上方，电镀上砂槽中设置有阳极；电镀上砂槽内部设置有上组导轮和下组导轮，上组导轮和下组导轮均沿水平方向设置且上下隔离，上组导轮中的各个上导轮为导电轮，下组导轮中的各个下导轮为非导电轮，上组导轮中的每个上导电轮处于下组导轮中相邻两个下导轮之间；镀液盛放槽通过上液管与电镀上砂槽连接，上液管中连接上液泵；电镀上砂槽通过排液管与镀液盛放槽连接。

5.根据权利要求4所述的表面磨粒群呈节块状排布的电镀锯丝的制作装置，其特征是：所述镀液盛放槽中设置有温度调节装置和搅拌器，实现电镀液温度可控和磨料在镀液中的均匀分布。

6.根据权利要求4所述的表面磨粒群呈节块状排布的电镀锯丝的制作装置，其特征是：所述排液管中设置流量调节阀，以实现排液量的调节与可控。

7.根据权利要求4所述的表面磨粒群呈节块状排布的电镀锯丝的制作装置，其特征是：所述上组导轮的上方两侧分别设置有进线导轮和出线导轮，以便于钢丝的连续运行与张紧。

8.根据权利要求4所述的表面磨粒群呈节块状排布的电镀锯丝的制作装置，其特征是：所述电镀上砂槽的底部设置有布液池，布液池上分布有与电镀上砂槽相通的布液孔；布液池的截面为等腰梯形，该等腰梯形梯形的腰与下底边的夹角为30-60°，该等腰梯形梯形的高度为10-20mm。

9.根据权利要求4所述的表面磨粒群呈节块状排布的电镀锯丝的制作装置，其特征是：所述上导轮和下导轮的直径设置为10-20mm；所述相邻上导轮和下导轮之间的水平间隔宽度设置为20-30mm，所述相邻上导轮和下导轮之间的高度差设置为20-30mm，所述下导轮与电镀上砂槽底部的距离为100-120mm。