CN202755084U - 一种电镀金刚石线锯上砂设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了一种电镀金刚石线锯上砂设备，所述设备由上至下依次设置竖立管式上砂子槽、回液盒和镀液母槽，回液盒内固定导向轮，芯线依次缠绕竖立管式上砂子槽底部的进线导电轮、导向轮后穿过竖立管式上砂子槽最后缠绕设置于竖立管式上砂子槽顶部的出线导电轮上，进线导电轮和出线导电轮经过并联后连接到电镀电源的负极上，竖立管式上砂子槽内的芯线周围设置金属阳极，金属阳极与电镀电源的正极连接，通过镀液上水泵将镀液从镀液母槽中提升到竖立管式上砂子槽中。本实用新型所生产的金刚石线上砂均匀良好。生产过程电流密度高、效率高、镀层及基材内应力小；需用镀液少；不易断线。

Description

一种电镀金刚石线锯上砂设备

技术领域

本实用新型涉及一种电镀金刚石线锯上砂设备。

背景技术

金刚石线锯也称为金刚线，是指利用电镀工艺或树脂结合的方法，将金刚石磨料固定在金属丝上。

电镀型金刚石线锯：用电镀的方法在金属丝上沉积一层金属（一般为镍或镍钴合金），并在金属内固结金刚石磨料。

金刚石线锯应用领域：

1、太阳能领域：单晶硅硅棒或多晶硅硅锭的切方；硅片的切片。

2、LED领域：蓝宝石晶棒开方、切片。

3、其他领域：钕磁石或铁素体磁石等磁性材料；碳化硅及其他难切材料、各种基板；水晶切片；陶瓷切割。

金刚石线锯切割工艺优势：

区别于以往的砂浆切割技术，金刚石线锯切割采用多线切割技术。这种技术切割能力强，效率高，切缝窄；由于不使用砂浆，工作环境清洁。

金刚石线锯生产所需金刚石选材

为了使金刚石磨料更加牢固的附着在钢丝上，需要对金刚石进行处理预处理，就是对金刚石进行金属层包裹，即在金刚石表面均匀的覆盖一层镍金属（或其他金属），这种金刚石叫做镀镍金刚石。

近些年来国内在售或使用中金刚石线锯生产设备主要分为以下几类：

1、早期埋砂法：此类设备采用金刚石线锯研发期间的生产方式，将芯线埋入金刚微粉中，并同时浸泡到瓦特溶液中进行镀镍，在镀镍过程中将靠近吸附在芯线表面金刚石微粉包裹到镍镀层中，达到上砂的目的；该方式有静止埋砂法和绕辊连续运行埋砂两种；

2、水平绕辊式：该类设备通过将芯线来回绕在带有凹槽的两个导电辊上，以增加电镀的有效长度；该设备首先可以配合埋砂法使用，通过加长有效长度来增加电镀上砂时间；其次该设备可以用于悬浮上砂法，即将绕辊后的芯线带导电辊浸没在搅动着的混合有金刚石微粉的瓦特溶液中进行电镀，这样在电镀过程中镍层便将落到或吸附到芯线表面上的金刚石微粉包裹到镍镀层中，达到上砂的目的。

3、上下绕辊式：该设备是将水平绕辊式的改进为竖直上下绕辊的方式，但此方法不可用于埋砂法，只能用于悬浮上砂法，目的在于改良金刚石微粉上镀的均匀性；

备注：以上上砂方式中，也不排除有使用子母槽方式进行电镀生产，但相对稀少；这样除可以增加子槽中镀液的更新速度，其他很多缺点依然存在，而且需要配置的镀液比落地槽还要多；

上述上砂设备存在如下缺点：

1、上砂均一性差：

埋砂法容易造成金刚石微粉相互堆积，而绕辊式上砂会造成芯线表面金刚石微粉一边多一边少的问题；

水平绕辊，由于芯线为水平运行，所以在水平面上方金刚石微粉较多，而相对侧面和下方则较少；

上下绕辊式，虽较水平绕辊式有很大改进但由于电镀电流密度低，且芯线绕在导电辊上，芯线运行期间贴导电辊运行的一侧的金刚石微粉极易脱落；

2、电镀电流密度低（跟阳极分布相关）

由于以上三类方式中，由于芯线周围没有金属阳极、或相对较少，或金属阳极距离芯线较远，导致在电镀过程中，芯线在一定电镀电压下相对承受的电流密度很低，严重影响电镀及上砂效率；

3、生产时需要金刚石微粉量大；

由于本身上砂方式及设备限制，如埋砂法——必须使用大量的金刚石微粉将芯线埋到其中，微粉的用量可想而知；而其他悬浮上砂法，由于需要在导电辊与非导电辊间环绕数圈甚至数十圈，导致占用空间大；即使是不使用母子槽结构而将绕线结构直接置于落地槽中电镀，其镀槽体积也很大。

4、绕辊方式本身缺陷

绕辊圈数越多电镀及上砂速度越快，但由此导致的问题也越严重；在电辊等之间绕的圈数越多，其生产前穿线则越繁杂，且生产过程中由于绕线辊得加工、安装精度以及本身方式导致极易断线；造成不可估量的生产风险；

5、镀液循环相对较慢，导致芯线周围阳离子浓度低无法及时补充，除电镀效率低外，其镀层容易产生氢脆；虽有后道驱氢工序，但仍存在风险。

实用新型内容

本实用新型目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种电镀金刚石线锯上砂设备。

本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案：

本实用新型一种电镀金刚石线锯上砂设备，所述设备由上至下依次设置竖立管式上砂子槽、回液盒和镀液母槽，回液盒内固定导向轮，芯线依次缠绕竖立管式上砂子槽底部的进线导电轮、导向轮后穿过竖立管式上砂子槽最后缠绕设置于竖立管式上砂子槽顶部的出线导电轮上，进线导电轮和出线导电轮经过并联后连接到电镀电源的负极上，竖立管式上砂子槽内的芯线周围设置金属阳极，金属阳极与电镀电源的正极连接，通过镀液上水泵将镀液从镀液母槽中提升到竖立管式上砂子槽中。

所述回液盒和镀液母槽之间设置回液管。

所述立管式上砂子槽下端设置上液口，水泵将镀液从镀液母槽中抽出从上液口提升进入竖立管式上砂子槽中。

所述立管式上砂子槽上端设置溢流口，镀液在竖立管式上砂子槽中上升至一定高度后，从溢流口中流出并回流回镀液母槽。

所述金属阳极由3个镍阳极按环型分布在芯线的周围，镍阳极通过导线并联后，接入电镀电源正极。

所述镍阳极表面最近点距离芯线在5mm以内。

所述竖立管式上砂子槽为透明塑料管。

本实用新型具有如下有益效果：

芯线表面上砂均匀：由于本设备上砂子槽管为竖立方式，金刚石微粉在镀液中均匀分布，因而在芯线周围也均匀上镀；且由于电镀效率高从而镍层相对比较厚，从而提高金刚石微粉在芯线上的把持力；出上砂子槽管只过一个导轮，芯线上前期固定上的金刚石微粉得到了最大程度的保留；不会出现芯线一侧金刚石微粉严重脱落的现象。

电流密度高、效率高、氢脆少：

由于上砂子槽管高度相对较高（同水平运行方式的普通上下子母槽结构），镀液在子槽管中从上到下的压力大流速快，此方式大大提高了芯线周围阳离子及金刚石微粉浓度的补充；最终在一定电压下电镀电流密度高，电镀效率高，且氢脆较少；

金属阳极分布均匀且，阳极面积大；如图2所示；芯线周围安装三块金属阳极且距离芯线表面不足5mm；此方式可很大程度上提高芯线在一定电压下所能承受的电流，极大地提高了电流密度；其由于阳极环绕密布，镍镀层及金刚石微粉分布也极为均匀。

结合上述两点，芯线在电镀过程中所能承受的电流密度比其他方式要高出数倍，这也是能够提高电镀效率的关键所在；

需用镀液少：

竖立管式子槽管径小，所以电镀配置的电镀液也相对少；其中的金刚石微粉也相应很少。如1米的子槽管中体积在2-3L，作为母槽中预留循环镀液总镀液体积大约10L左右。

不易断线：

由于整个设备中从头到尾都都是单轮单槽通过，不存在回绕的情况；所以消除了芯线不同步的问题，生产时不会因拉力不均而断线。

附图说明

图1：本实用新型整体结构示意图。

图2：本实用新型金属阳极与芯线的结构位置示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型一种电镀金刚石线锯上砂设备，其特征在于所述设备由上至下依次设置竖立管式上砂子槽4、回液盒7和镀液母槽9，回液盒7内固定导向轮3，芯线1依次缠绕竖立管式上砂子槽4底部的进线导电轮2-1、导向轮3后穿过竖立管式上砂子槽4最后缠绕设置于竖立管式上砂子槽4顶部的出线导电轮2-2上，进线导电轮2-1和出线导电轮2-2经过并联后连接到电镀电源12的负极上，竖立管式上砂子槽4内的芯线1周围设置金属阳极11，金属阳极11与电镀电源12的正极连接，通过镀液上水泵10将镀液从镀液母槽9中提升到竖立管式上砂子槽4中。

本实用新型各个部件的说明如下：

芯线1：即生产金刚石线锯所使用的基础材料，在电镀过程中作为连续移动阴极；通过如图1方式依次绕在2-1、3、2-2这三个导轮上，在开机状态时可连续通过竖立管式上砂子槽4；

导电轮2：包括进竖立管式上砂子槽4底部的进线导电轮2-1和竖立管式上砂子槽4上方的出线导电轮（2-2）；两个导电论经过并联后，连接到电镀电源12负极上，使芯线1在电镀中作为阴极；导电轮除了在电镀过程中导电作用外，还有转向功能，用于连接电镀前处理部分和加厚部分；

导向轮3：该导向轮安装时必须保证导线槽正对回液盒7上方穿线孔，以保证芯线1在运行过程中，不碰檫穿线孔和镍阳极；

竖立管式上砂子槽4：（或子槽管）该管道采用透明塑料市售标准管加工而成，安装时必须竖直保证芯线恰好从管道中心穿过；

上液口5：位于竖立管式上砂子槽4较低的位置，可以为焊接件或其他密封方式安装，保证镀液不渗漏即可；混合有金刚石微粉的镀液经过水泵10从镀液母槽9中抽出，从该处提升进入竖立管式上砂子槽中，完成子槽中上液的工作；

溢流口6：位于竖立管式上砂子槽4接近顶部的位置，可以为焊接件或其他密封方式安装，保证镀液不渗漏即可；镀液在竖立管式上砂子槽中水位上升至一定高度后，从溢流口中流出，并回流回镀液母槽9用于保证水位高度稳定，及上水多余镀液的回流；

回液盒7：安装在竖立管式上砂子槽4底部，其正面侧板和顶板中心为穿线孔，底部为漏液孔；盒子中心为导向轮3的固定结构；该部件作用有固定导向轮，支撑上砂子槽管、另外可将从顶部穿线孔流下的镀液收集后引流回镀液母槽中。此部件放置固定在支架平台上，起支撑整个竖立管式上砂子槽4及其附属结构的作用；

回液管8：连接于回液盒7底板漏液孔处；该部分可以是垂直回到镀液母槽中，也可以通过软管连接后回到镀液母槽；

镀液母槽9：镀液母槽主要作用为储存镀液，加装搅拌装置后可保持镀液组分及金刚石微分混合均匀；从而保证电镀时金刚石微粉的均匀；为方便操作或其他特殊要求，储液母槽可以放置在回液管8等正下方，也可以放置支架外其他位置，采用软管回液即可；

镀液上水泵10：将镀液从镀液母槽9中提升到竖立管式上砂子槽4中；

金属阳极11：一般为电镀用镍金属阳极，其分布如图2所示，由3个镍阳极按环型分布在芯线1周围，其表面最近点距离芯线1在5mm以内，很大限度的使阳极贴近阴极；三块阳极通过导线并联后，接入电镀电源12正极，如图2所示；

电镀电源12：为电镀过程中阴阳极间提供直流电或脉冲电流，以完成电镀过程。

Claims (7)

1.一种电镀金刚石线锯上砂设备，其特征在于所述设备由上至下依次设置竖立管式上砂子槽（4）、回液盒（7）和镀液母槽（9），回液盒（7）内固定导向轮（3），芯线（1）依次缠绕竖立管式上砂子槽（4）底部的进线导电轮（2-1）、导向轮（3）后穿过竖立管式上砂子槽（4）最后缠绕设置于竖立管式上砂子槽（4）顶部的出线导电轮（2-2）上，进线导电轮（2-1）和出线导电轮（2-2）经过并联后连接到电镀电源（12）的负极上，竖立管式上砂子槽（4）内的芯线（1）周围设置金属阳极（11），金属阳极（11）与电镀电源（12）的正极连接，通过镀液上水泵（10）将镀液从镀液母槽（9）中提升到竖立管式上砂子槽（4）中。

2.根据权利要求1所述的一种电镀金刚石线锯上砂设备，其特征在于所述立管式上砂子槽（4）下端设置回液盒（7），回液盒（7）用于镀夜回液到镀液母槽（9）。

3.根据权利要求1所述的一种电镀金刚石线锯上砂设备，其特征在于所述立管式上砂子槽（4）下端设置上液口（5），水泵（10）将镀液从镀液母槽（9）中抽出从上液口（5）提升进入竖立管式上砂子槽中。

4.根据权利要求1或3所述的一种电镀金刚石线锯上砂设备，其特征在于所述立管式上砂子槽（4）上端设置溢流口（6），镀液在竖立管式上砂子槽（4）中上升至一定高度后，从溢流口中流出并回流回镀液母槽（9）。

5.根据权利要求1所述的一种电镀金刚石线锯上砂设备，其特征在于所述金属阳极（11）由3个镍阳极按环型分布在芯线（1）的周围，镍阳极通过导线并联后，接入电镀电源（12）正极。

6.根据权利要求5所述的一种电镀金刚石线锯上砂设备，其特征在于所述镍阳极表面与芯线（1）间距在5mm以内。

7.根据权利要求5所述的一种电镀金刚石线锯上砂设备，其特征在于所述竖立管式上砂子槽（4）采用透明塑料管，并采用垂直安装方式作为电镀子槽。

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