CN112589696A - 一种复合型超硬磨具及其制备方法 - Google Patents

一种复合型超硬磨具及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合型超硬磨具，其包括基体、磨料层及复合镀层构成，所述磨料层镶嵌在所述复合镀层上，所述磨料层表面设有金属镀层，所述复合镀层包括加厚层及打底层；一种复合型超硬磨具的制备方法，包括以下步骤：车削加工；除油除锈清洗；屏蔽加工；二次除油清洗；活化；打底电镀；磨料层电镀；加厚层化学镀加工；出槽及后处理得到复合型超硬磨具成品。本发明通过添加5%‑20%糖精及5%‑15%烯丙基磺酸钠使得磨料层表面附着金属镀层，提高磨料层的硬度，并且生成加厚层，使得磨料层上的金刚石颗粒的出刃率一致，外露的程度均匀统一，提高复合型超硬磨具整体的锋利度，并且使得金刚石颗粒周边的镀层平整，提高复合型超硬磨具的硬度。

Description

一种复合型超硬磨具及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合型超硬磨具的技术领域，具体涉及一种复合型超硬磨具及其制备方法。
背景技术
汽车和家电工业的发展为钢铁等金属板材提供了广阔的市场空间，同时金属板材不断的推陈出新，也给板材生产企业带来产品质量压力。诸如现代越来越高的排放要求，让轧辊磨削面临两个方面的瓶颈：一是磨具难以适应由材质更硬的高速钢轧辊正在取代材质较软的普通钢轧辊；二是难以减少轧辊磨削过程产生的磨屑和废液。
显然，超硬磨具比普通磨具绝对高的硬度和耐用性，能够很好的解决和缓解上述两个问题。高速磨床与超硬磨具相结合的高效磨削，大幅提高了磨削效率与产品精度，但是效率高必将注定磨削精度差，如何解决这一矛盾是如今相关研究的重点。
现有的超硬磨具主要由基体2、磨料层3及结合层4构成，其中磨料层的加工是在基体上电镀金刚石，在电镀金刚石中，常用的方法为落砂法及埋砂法，现有的落砂法存在以下问题，落砂法的不稳定性，产品尺寸在一定范围内尺寸精度浮动的问题，而且在实际使用的过程中产品的寿命会上下浮动，落砂依靠自然沉降镀镍，因此必须转动角度实现多方位的电镀，由于金刚石在磨具表面是四周转动镀镍粘砂，因此存在时间差，使得电镀表面不平整，进而加工出的对象表面质量会存在概率性的质量缺陷；而埋砂法作为另外一种电镀金刚石的方法，具备尺寸稳定性高，产品之间寿命几乎一致等优良特点，但是此种方法局限在某些范围内，比如埋砂只能适用于350#及以粗的金刚石，粒度较细的极易存在烧的现象，埋砂的结构局限性也比较大。并且上述两种电镀方式均还存在着（1）超硬材料镀液配方不能适应较高的电流密度，较小的电流密度又极为不利于金刚石的粘附；（2）电镀的尖端效应：尖端效应是电镀行业中不可避免的一种常见现象，这种现象会导致产品在一定程度上出现不同的包镶程度，进而表现出不同的加工特性，影响超硬磨具的使用效率及寿命。
发明内容
本项发明是针对现在的技术不足，提供一种复合型超硬磨具；
本发明还提供一种制备方法。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种复合型超硬磨具的制备方法，所述复合型超硬磨具包括基体、磨料层及复合镀层构成，所述磨料层由多颗金刚石颗粒构成，所述磨料层镶嵌在所述复合镀层上，所述磨料层表面设有金属镀层，所述复合镀层包括加厚层及打底层，所述制备方法包括以下步骤：
（1）车削加工：基体材料通过车削形成基体；
（2）除油除锈清洗：将基体置于液体中并超声清洗5min以上至除去基体表面的油及其它杂质，并通过添加除锈剂进行除锈动作，除去基体表面的铁锈；
（3）屏蔽加工：用屏蔽材料将基体上不需电铸的部位进行屏蔽处理；
（4）二次除油清洗：对将基体置于液体中并超声清洗进行二次除油除杂清洗；
（5）活化：对基体进行活化处理，将浓度为0.2～1g／l PdCl 2 和浓度为5～20ml／l的 HCl 制成活化液；将敏化处理后的基体放入活化液中在室温下浸泡5～6min；
（6）打底电镀：进行第一层镀层的电镀，形成打底层；
（7）磨料层电镀：将形成打底层的基体放置到放有多颗金刚石颗粒的沙堆中粘付金刚石颗粒，然后将基体放置到导电夹具中，夹具放置到电镀液中进行磨料层的电镀加工，形成磨料层；
（8）加厚层化学镀加工：将形成磨料层的基体放置到设有硫酸镍、氯化镍、硼酸等为主盐的镀液中进行金属镀层及加厚层的加工，得到复合型超硬磨具；
（9）出槽及后处理：将化学镀加工后的复合型超硬磨具进行下料及清洗质检，得到复合型超硬磨具成品。
作进一步改进，所述步骤（2）及步骤(3)中的超声清洗，水温为45-55℃。
作进一步改进，所述步骤 (1)中，基体的非电铸区的吃刀深度为0.5mm，进给速度为 800-1000mm/min，转速为3000rpm；基体的电铸区的吃刀深度为0.05mm， 进给速度为600-800mm/min，转速为3000rpm。
作进一步改进，所述步骤（8）中，所述镀液中还包括5%-20%糖精及5%-15%烯丙基磺酸钠。
作进一步改进，所述步骤（8）中包括以下反应反应：Ni2++H2PO2+H2O→HPO3 2-+3H++Ni；Ni+P→Ni-P合金（固液体或非晶态）。
作进一步改进，所述步骤（7）中所述的导电夹具设有多个固定插入孔。
作进一步改进，所述步骤(7)及步骤（8）中电镀时的电流密度是1A/dm 2。
本发明的有益效果：本发明通过在镀液添加5%-20%糖精及5%-15%烯丙基磺酸钠使得磨料层表面附着金属镀层，提高磨料层的硬度，并且生成加厚层，使得磨料层上的金刚石颗粒的出刃率一致，外露的程度均匀统一，提高复合型超硬磨具整体的锋利度，并且使得金刚石颗粒周边的镀层平整，提高复合型超硬磨具的硬度，通过设置加厚层用于提高金刚石颗粒的结合力，提高结合力，从而防止金刚石颗粒在磨削时脱落，大大提高复合型超硬磨具的磨削性能同时，提高复合型超硬磨具的使用寿命；通过采用本发明的制备方法，使得电流密度范围变宽同时镀层也达到平整效果，同时该制备工艺的可使用的埋砂电流密度也拓宽为传统工艺的3倍，并且使得复合型超硬磨具具有较好的表面平整度及较高的金刚石颗粒浓度，使得复合型超硬磨具具有良好的磨削性能，使得加工效率和加工能力得到2倍以上的提升。
下面结合附图与具体实施方式，对本发明进一步说明。
附图说明
图1为现有磨具的剖视结构示意图；
图2为现有磨具的3D表面成像（高低不平）示意图；
图3为本实施例的复合型超硬磨具剖视结构示意图；
图4为本实施例的3D表面成像（表面平整）示意图；
图5为本实施例的制备方法的工艺流程示意图。
图中：1.复合型超硬磨具，2.基体，3.磨料层，4.复合镀层，30.金属镀层，40.加厚层，41.打底层。
具体实施方式
以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。
实施例，参见附图3~图5，一种复合型超硬磨具的制备方法，所述复合型超硬磨具1包括基体2、磨料层3及复合镀层4构成，所述磨料层3由多颗金刚石颗粒构成，所述磨料层3镶嵌在所述复合镀层4上，所述磨料层3表面设有金属镀层30，所述复合镀4层包括加厚层40及打底层41，所述制备方法包括以下步骤：
（1）车削加工：基体材料通过车削形成基体2；
（2）除油除锈清洗：将基体2置于液体中并超声清洗5min以上至除去基体表面的油及其它杂质，并通过添加除锈剂进行除锈动作，除去基体2表面的铁锈；
（3）屏蔽加工：用屏蔽材料将基体2上不需电铸的部位进行屏蔽处理；
（4）二次除油清洗：对将基体2置于液体中并超声清洗进行二次除油除杂清洗；
（5）活化：对基体2进行活化处理，将浓度为0.2～1g／l PdCl 2 和浓度为5～20ml／l的 HCl 制成活化液；将敏化处理后的基体放入活化液中在室温下浸泡5～6min；
（6）打底电镀：进行第一层镀层的电镀，形成打底层41；
（7）磨料层电镀：将形成打底层41的基体放置到放有多颗金刚石颗粒的沙堆中粘付金刚石颗粒，然后将基体2放置到导电夹具中，夹具放置到电镀液中进行磨料层3的电镀加工，形成磨料层3；
（8）加厚层化学镀加工：将形成磨料层3的基体放置到设有硫酸镍、氯化镍、硼酸等为主盐的镀液中进行金属镀层30及加厚层40的加工，得到复合型超硬磨具1；
（9）出槽及后处理：将化学镀加工后的复合型超硬磨具1进行下料及清洗质检，得到复合型超硬磨具1成品。
作进一步改进，所述步骤（2）及步骤(3)中的超声清洗，水温为45-55℃。
作进一步改进，所述步骤 (1)中，基体2的非电铸区的吃刀深度为0.5mm，进给速度为 800-1000mm/min，转速为3000rpm；基体2的电铸区的吃刀深度为0.05mm， 进给速度为600-800mm/min，转速为3000rpm。
作进一步改进，所述步骤（8）中，所述镀液中还包括5%-20%糖精及5%-15%烯丙基磺酸钠。
作进一步改进，所述步骤（8）中包括以下反应反应：Ni2++H2PO2+H2O→HPO3 2-+3H++Ni；Ni+P→Ni-P合金（固液体或非晶态）。
作进一步改进，所述步骤（7）中所述的导电夹具设有多个固定插入孔。
作进一步改进，所述步骤(7)及步骤（8）中电镀时的电流密度是1A/dm 2。
本发明的有益效果：本发明通过在镀液添加5%-20%糖精及5%-15%烯丙基磺酸钠使得磨料层表面附着金属镀层，提高磨料层的硬度，并且生成加厚层，使得磨料层上的金刚石颗粒的出刃率一致，外露的程度均匀统一，提高复合型超硬磨具整体的锋利度，并且使得金刚石颗粒周边的镀层平整，提高复合型超硬磨具的硬度；通过采用本发明的制备方法，使得电流密度范围变宽同时镀层也达到平整效果，同时该制备工艺的可使用的埋砂电流密度也拓宽为传统工艺的3倍，并且使得复合型超硬磨具具有较好的表面平整度及较高的金刚石颗粒浓度，使得复合型超硬磨具具有良好的磨削性能，使得加工效率和加工能力得到2倍以上的提升。
本发明并不限于上述实施方式，采用与本发明上述实施例相同或近似结构、装置、工艺或方法，而得到的其他用于复合型超硬磨具及其制备方法，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种复合型超硬磨具的制备方法，其特征在于：所述复合型超硬磨具包括基体、磨料层及复合镀层构成，所述磨料层由多颗金刚石颗粒构成，所述磨料层镶嵌在所述复合镀层上，所述磨料层表面设有金属镀层，所述复合镀层包括加厚层及打底层，所述制备方法包括以下步骤：
（1）车削加工：基体材料通过车削形成基体；
（2）除油除锈清洗：将基体置于液体中并超声清洗5min以上至除去基体表面的油及其它杂质，并通过添加除锈剂进行除锈动作，除去基体表面的铁锈；
（3）屏蔽加工：用屏蔽材料将基体上不需电铸的部位进行屏蔽处理；
（4）二次除油清洗：对将基体置于液体中并超声清洗进行二次除油除杂清洗；
（5）活化：对基体进行活化处理，将浓度为0.2～1g／l PdCl 2 和浓度为5～20ml／l的HCl 制成活化液；将敏化处理后的基体放入活化液中在室温下浸泡5～6min；
（6）打底电镀：进行第一层镀层的电镀，形成打底层；
（7）磨料层电镀：将形成打底层的基体放置到放有多颗金刚石颗粒的沙堆中粘付金刚石颗粒，然后将基体放置到导电夹具中，夹具放置到电镀液中进行磨料层的电镀加工，形成磨料层；
（8）加厚层化学镀加工：将形成磨料层的基体放置到设有硫酸镍、氯化镍、硼酸等为主盐的镀液中进行金属镀层及加厚层的加工，得到复合型超硬磨具；
（9）出槽及后处理：将化学镀加工后的复合型超硬磨具进行下料及清洗质检，得到复合型超硬磨具成品。
2.根据权利要求1所述复合型超硬磨具的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）及步骤(3)中的超声清洗，水温为45-55℃。
3.根据权利要求2所述复合型超硬磨具的制备方法，其特征在于：所述步骤 (1)中，基体的非电铸区的吃刀深度为0.5mm，进给速度为 800-1000mm/min，转速为3000rpm；基体的电铸区的吃刀深度为0.05mm， 进给速度为600-800mm/min，转速为3000rpm。
4.根据权利要求3所述的复合型超硬磨具的制备方法，其特征在于：所述步骤（8）中，所述镀液中还包括5%-20%糖精及5%-15%烯丙基磺酸钠。
5.根据权利要求4所述的复合型超硬磨具的制备方法，其特征在于：所述步骤（8）中包括以下反应反应：Ni2++H2PO2+H2O→HPO3 2-+3H++Ni；Ni+P→Ni-P合金（固液体或非晶态）。
6.根据权利要求5所述的复合型超硬磨具的制备方法，其特征在于：所述步骤（7）中所述的导电夹具设有多个固定插入孔。
7.根据权利要求6所述的复合型超硬磨具，其特征在于：所述步骤(7)及步骤（8）中电镀时的电流密度是1A/dm 2。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE59000498D1 (de) * 1989-04-18 1993-01-07 Winter & Sohn Ernst Verfahren zum galvanischen beschichten von segmentflaechen, die auf der oberflaeche eines grundkoerpers angeordnet sind und danach hergestelltes werkzeug, insbesondere schleifscheibe.
CN101195208A (zh) * 2006-12-18 2008-06-11 河南农业大学 具有高硬度高耐磨性的电镀金刚石工具及制造方法
CN103639914A (zh) * 2013-12-10 2014-03-19 深圳市常兴技术股份有限公司 一种超硬磨具及其制备方法
CN104209875A (zh) * 2014-09-26 2014-12-17 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 一种超硬材料磨具及其制备方法
CN105598866A (zh) * 2015-12-28 2016-05-25 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 一种电镀超硬材料砂轮的制造方法
CN106584299A (zh) * 2016-12-13 2017-04-26 郑州众邦超硬工具有限公司 一种高精度异型砂轮的复合镀制造方法
CN109227417A (zh) * 2018-10-31 2019-01-18 张家港智慧清洁技术研究院有限公司 一种电镀金刚石砂带及其制备方法
CN109652844A (zh) * 2019-01-09 2019-04-19 深圳市常兴技术股份有限公司 电镀镀砂工艺

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE59000498D1 (de) * 1989-04-18 1993-01-07 Winter & Sohn Ernst Verfahren zum galvanischen beschichten von segmentflaechen, die auf der oberflaeche eines grundkoerpers angeordnet sind und danach hergestelltes werkzeug, insbesondere schleifscheibe.
CN101195208A (zh) * 2006-12-18 2008-06-11 河南农业大学 具有高硬度高耐磨性的电镀金刚石工具及制造方法
CN103639914A (zh) * 2013-12-10 2014-03-19 深圳市常兴技术股份有限公司 一种超硬磨具及其制备方法
CN104209875A (zh) * 2014-09-26 2014-12-17 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 一种超硬材料磨具及其制备方法
CN105598866A (zh) * 2015-12-28 2016-05-25 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 一种电镀超硬材料砂轮的制造方法
CN106584299A (zh) * 2016-12-13 2017-04-26 郑州众邦超硬工具有限公司 一种高精度异型砂轮的复合镀制造方法
CN109227417A (zh) * 2018-10-31 2019-01-18 张家港智慧清洁技术研究院有限公司 一种电镀金刚石砂带及其制备方法
CN109652844A (zh) * 2019-01-09 2019-04-19 深圳市常兴技术股份有限公司 电镀镀砂工艺

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
宋月清等: "《人造金刚石工具手册》", 31 January 2014 *
袁军平等: "《流行饰品材料及生产工艺》", 30 June 2015 *

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