CN1300883A - 一种脉冲电镀法的用途及其工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种脉冲电镀法的用途及其工艺,用来生产Ni—W合金金刚石钻头或工具;具体工艺为:金刚石选料、金刚石预处理、电镀液配制、基体镀前处理、电镀过程和镀后处理;本发明生产的Ni—W合金金刚石或工具与直流电镀法生产的相比,改变了镀层结构,镀层平滑、细致;改善了分散能力;降低镀层空隙率,提高镀层韧性;提高镀层的硬度和耐磨性;降低镀层杂质含量;可以获得成份稳定的合金镀层;提高镀层与基体的结合强度。
Description
本发明涉及一种脉冲电镀法的用途及其工艺。
脉冲电镀技术是二十世纪五十年代出现，七十年代发展起来的一种新型电镀工艺。脉冲电镀从电镀理论上摆脱了局限于直流电源的习俗观念，开辟了一个从改进电镀电源入手研究电镀工艺的新领域。目前国内外生产电镀金刚石工具均采用直流电镀法，与直流电镀法等相比，脉冲电镀具有优点很多，如可以改变镀层结构，使镀层平滑、细致；能够改善分散能力；可以降低镀层空隙率，提高镀层韧性；提高镀层的硬度和耐磨性；降低镀层的杂质含量；有利于获得成份稳定的合金镀层；提高镀层与基体的结合强度等。
本发明的目的就是利用脉冲电镀的优点，用脉冲电镀法取代直流电镀法来生产电镀Ni-W合金金刚石钻头或工具，以达到增强电镀钻头或工具的结合强度、胎体耐磨能力，从而实现延长电镀金刚石钻头或工具的使用寿命和提高效率的目的。
本发明的技术方案是通过以下途径实现的，它采用脉冲电镀法来生产Ni-W合金金刚石钻头或工具，具体工艺为：金刚石选料、金刚石预处理、电镀液配制、基体镀前处理、电镀过程和镀后处理等六道工序。
利用本发明生产的Ni-W合金金刚石或工具与直流电镀法生产的相比，改变了镀层结构，使镀层平滑、细致；能够改善分散能力；可以降低镀层空隙率，提高镀层韧性；提高镀层的硬度和耐磨性；降低镀层的杂质含量；有利于获得成份稳定的合金镀层；提高镀层与基体的结合强度等优点。
下面具体描述本发明的技术方案：
1、金刚石选用：脉冲电镀金刚石钻头或工具所用的金刚石为JR4型50/60至70/80目，设计的金刚石体积浓度为20-26％。
2、金刚石预处理工艺为：
(1)称取适量的金刚石置于预先配制好的5％的氢氧化钠溶液中煮沸3-5分钟，然后用蒸溜水冲洗干净；
(2)将上述处理后的金刚石置于预先配制好的10％的盐酸溶液中侵泡5分钟左右，然后用蒸溜水冲洗干净；
(3)将经处理后的金刚石加入适量的蒸溜水并加入少许十二烷基硫酸钠煮沸溶解，静置3-5分钟后用蒸溜水冲洗；
(4)在经上述处理后的金刚石中加入Ni-W镀液适量，震动5-10分钟，侵泡12小时以上即可使用。
3、电镀液的具体配方为：钨酸钠用量50-80g/l，柠檬酸钠用量50-180g/l，硫酸镍用量10-70g/l，氯化铵用量10-40g/l，柠檬酸用量15-30g/l，镀液的PH值为4-9(用氨水调节)，镀液温度控制在30℃±1。
4、基体镀前处理工艺包括以下几个步骤：
(1)机械处理：将粗糙表面整平；
(2)除油处锈：采用的处理液配方和工艺规范为：氢氧化钠用量10-15g/l，碳酸钠20-25g/l，磷酸钠30-40g/l，平均直流电流密度为3.0-5.0A/dm2，处理时间为5-8分钟。
(3)表面活化：采用的阳极活化液配方和工艺规范为：氢氧化钾用量250-300g/l，溶液温度控制在50-60℃范围，处理时间取3-7分钟。
5、电镀过程：将经过镀前处理的金刚石钻头或工具基体带电入槽，采用的脉冲电参数为：脉冲频率f=1000Hz，占空比r=25％，平均电流密度Dk=4.0A/dm2进行冲击镀，时间为10分钟，然后采用脉冲电参数为：脉冲频率f=1000Hz，占空比r=25％，平均电流密度Dk=1.0-2.5A/dm2进行空镀30分钟。空镀之后，开始上砂，即将经过颗粒化处理的金刚石均匀撒在金刚石钻头或工具基体表面。上砂后经15分钟后，去掉多余的金刚石，再经过7.5小时后重新进行下一次上砂，依次重复上述过程，直到金刚石钻头或工具到达设计的高度(厚度)为止。电镀过程中保证镀液温度维持在30℃±1。
6、镀后处理：在电镀过程中，阴极析出的氢气，有一部分进入镀层中，使镀层的机械性能下降。因此需要对脉冲电镀金刚石钻头(工具)进行镀后处理，以除去镀层中含有的少量氢气。具体方法是将清洗干净的脉冲电镀钻头放入干燥箱中加热，温度为200-250℃，保温时间2-3小时。
Claims (11)
1、一种脉冲电镀法的用途及其工艺，其特征在于它可用于生产Ni-W合金金刚石钻头或工具。
2、一种脉冲电镀法的用途及其工艺，其特征在于生产Ni-W合金金刚石钻头的工艺为：金刚石选料、金刚石预处理、电镀液配制、基体镀前处理、电镀过程和镀后处理。
3、根据权利要求2所述的一种脉冲电镀法的用途及其工艺，其特征在于所述的金刚石选料为：JR4型50/60至70/80目，设计的金刚石体积浓度为20-26％。
4、根据权利要求2所述的一种脉冲电镀法的用途及其工艺，其特征在于所述的金刚石预处理工艺为：(1)称取适量的金刚石置于预先配制好的5％的氢氧化钠溶液中煮沸3-5分钟，然后用蒸溜水冲洗干净；(2)将经上述处理后的金刚石置于预先配制好的10％的盐酸溶液中侵泡5分钟左右，然后用蒸溜水冲洗干净；(3)将经处理后的金刚石加入适量的蒸溜水，并加入少许十二烷基硫酸钠煮沸溶解，静置3-5分钟后用蒸溜水冲洗；(4)在经上述处理后的金刚石中加入Ni-W镀液适量，震动5-10分钟，浸泡12小时以上。
5、根据权利要求2所述的一种脉冲电镀法的用途及其工艺，其特征在于所述的电镀液配方为：钨酸钠50-80g/l，柠檬酸钠50-180g/l，硫酸镍10-70g/l，氯化铵10-40g/l，柠檬酸用量15-30g/l，电镀液的PH值为4-9，镀液温度控制在30℃±1。
6、根据权利要求2、5所述的一种脉冲电镀法的用途及其工艺，其特征在于所述的电镀液的PH值用氨水调节。
7、根据权利要求2所述的一种脉冲电镀法的用途及其工艺，其特征在于所述的基体镀前处理为：将粗糙面整平、除油除锈和表面活化。
8、根据权利要求7所述的一种脉冲电镀法的用途及其工艺，其特征在于所述的除油除锈的配方和工艺为：氢氧化钠10-15g/l，碳酸钠20-25g/l，磷酸钠30-40g/l，平均直流电流密度为3-5A/dm2，处理时间为5-8分钟。
9、根据权利要求7所述的一种脉冲电镀法的用途及其工艺，其特征在于所述的表面活化采用的阳极活化配方和工艺为：氢氧化钾250-300g/l，溶液温度控制在50-60℃范围，处理时间3-7分钟。
10、根据权利要求2所述的一种脉冲电镀法的用途及其工艺，其特征在于所述的电镀过程为：将经过镀前处理的金刚石钻头基体带电入槽，采用的脉冲电参数为，脉冲频率1000Hz，占空比25％，平均电流密度4.0A/dm2进行冲击镀，时间为10分钟，然后采用脉冲电参数为，脉冲频率1000Hz，占空比25％，平均电流密度1.0-2.5A/dm2进行空镀30分钟，空镀之后，开始上砂，即将经过颗粒化处理的金刚石均匀撒在金刚石钻头基体表面，15分钟后，去掉多余的金刚石，再经过7.5小时后重新进行下一次上砂，依次重复上述过程，直到金刚石钻头达到设计要求为止，电镀过程中保证镀液温度维持在30℃±1。
11、根据权利要求2所述的一种脉冲电镀法的用途及其工艺，其特征在于所述的镀后处理为：将清洗干净的脉冲电镀钻头放入干燥箱中加热，温度为200-250℃，保温时间2-3小时。
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