RU2291232C2 - Method for producing cutting wire with strength diamond -containing coating - Google Patents
Method for producing cutting wire with strength diamond -containing coating Download PDFInfo
- Publication number
- RU2291232C2 RU2291232C2 RU2004129251/02A RU2004129251A RU2291232C2 RU 2291232 C2 RU2291232 C2 RU 2291232C2 RU 2004129251/02 A RU2004129251/02 A RU 2004129251/02A RU 2004129251 A RU2004129251 A RU 2004129251A RU 2291232 C2 RU2291232 C2 RU 2291232C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wire
- diamond powder
- diamond
- nickel
- applying
- Prior art date
Links
Landscapes
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электрохимического нанесения покрытий и может быть использовано при изготовлении режущего инструмента в виде стальной проволоки с алмазным покрытием для резания природных и искусственных минералов.The invention relates to the field of electrochemical coating and can be used in the manufacture of cutting tools in the form of a steel wire with a diamond coating for cutting natural and artificial minerals.
В основном способы изготовления гибкого абразивного инструмента основаны на использовании связующих веществ при закреплении абразива на основе. Так, например, известен способ изготовления гибкого абразивного инструмента по патенту РФ №2083351, опубликованному 10.07.1997 г, выполненному в виде шнура сформированного из оплетенного гладкими нитями сердечника из высокообъемных нитей, который пропускают через ванну со связующим составом, а затем через емкость с абразивом, налипающим на связующее вещество. Закрепление нанесенного абразива производят путем термообработки. Полученный таким способом гибкий абразивный инструмент в виде шнура содержит участки с селективно нанесенным абразивным слоем и участки, свободные от абразива, и может использоваться для обработки сложнопрофильных поверхностей в различных отраслях промышленности, но не для резки природных и искусственных материалов.Basically, methods for manufacturing a flexible abrasive tool are based on the use of binders in fixing the abrasive based. For example, there is a known method of manufacturing a flexible abrasive tool according to RF patent No. 2083351, published July 10, 1997, made in the form of a cord formed from a core of high-volume filaments braided with smooth threads, which is passed through a bath with a binder composition, and then through a container with an abrasive sticking to a binder. Fixation of the applied abrasive is carried out by heat treatment. A flexible abrasive tool in the form of a cord obtained in this way contains areas with a selectively applied abrasive layer and areas free of abrasive, and can be used for processing complex surfaces in various industries, but not for cutting natural and artificial materials.
Известны электрохимические способы нанесения композиционных алмазосодержащих покрытий из электролитов, включающих суспензию ультрадисперсного алмазного порошка (Патент РФ №2156838, опубликованный 27.09.2000 г.), или путем подачи в электролит ламинарного потока суспензии, содержащей алмазные порошки различных фракций 2/20, 14/10 и 7/5 (Авторское свидетельство СССР №1481272, опубл. 23.05.89 г.). Однако эти способы предназначены в основном для нанесения покрытий на стационарно расположенные в ваннах объекты и направлены на повышение износоустойчивости деталей, а не на изготовление режущих инструментов.Known electrochemical methods for applying composite diamond-containing coatings from electrolytes, including a suspension of ultrafine diamond powder (RF Patent No. 2156838, published September 27, 2000), or by feeding a suspension containing diamond powders of various fractions 2/20, 14/10 into the electrolyte of a laminar flow and 7/5 (USSR Author's Certificate No. 1481272, publ. 23.05.89). However, these methods are mainly intended for coating stationary objects located in bathtubs and are aimed at increasing the wear resistance of parts, and not at manufacturing cutting tools.
В основном, в качестве режущих инструментов для резки природных и искусственных минералов на тонкие пластинки, которые применяются для изготовления подложек микросхем, светодиодов и других полупроводников используют алмазные инструменты в виде отрезных дисков (например, продукция Нижегородского ОАО НИИТОП), или применяют тонкие, быстро вращающиеся металлические диски, на которые подают суспензию из мелкого алмазного порошка.Basically, as cutting tools for cutting natural and artificial minerals into thin plates, which are used to make substrates for microcircuits, LEDs and other semiconductors, diamond tools are used in the form of cutting discs (for example, products of the Nizhny Novgorod OJSC NIITOP), or thin, rapidly rotating metal disks on which a suspension of fine diamond powder is fed.
Наиболее перспективной является новая технология резки сапфировых заготовок для подложек микросхем, которая предусматривает замену режущих кругов на режущую проволоку с алмазным покрытием. Причем в настоящее время используют технологию резания стальной проволокой, «смоченной» в суспензии алмазного порошка непосредственно перед резанием (например, ОАО «Монокристалл»). Недостатком такого способа является то, что при большом расходе суспензии алмазного порошка невозможно достичь достаточно высокой скорости резки и хорошего качества готовой продукции. При использовании проволоки с готовым алмазным покрытием можно в 6-7 раз повысить производительность процесса резки за счет увеличения скорости резания. А также сократить количество отходов, потери ценного минерального сырья и повысить выход высококачественной продукции. Поэтому так актуальна задача создания способа производства режущей проволоки с прочным алмазным покрытием.The most promising is the new technology for cutting sapphire blanks for microcircuit substrates, which provides for the replacement of cutting wheels with a diamond-coated cutting wire. Moreover, they are currently using cutting technology with a steel wire “moistened” in a suspension of diamond powder immediately before cutting (for example, OJSC “Monocrystal”). The disadvantage of this method is that with a large consumption of a suspension of diamond powder, it is impossible to achieve a sufficiently high cutting speed and good quality of the finished product. When using a wire with a finished diamond coating, it is possible to increase the productivity of the cutting process by 6-7 times by increasing the cutting speed. And also to reduce the amount of waste, the loss of valuable mineral raw materials and increase the yield of high-quality products. Therefore, the task of creating a method for the production of cutting wire with a durable diamond coating is so relevant.
Наиболее близким техническим решением является способ, реализуемый на устройстве для изготовления алмазных инструментов по АС СССР №1404316, опубл.23.06.88 г., включающий нанесение алмазного порошка и закрепление его электрохимическим никелированием. Однако способ, указанный в данном решении, предназначен для нанесения алмазного покрытия на инструменты, а не на проволоку.The closest technical solution is the method implemented on the device for the manufacture of diamond tools according to the USSR AS No. 1404316, published on June 23, 88, including the application of diamond powder and fixing it with electrochemical nickel plating. However, the method specified in this solution is intended for applying a diamond coating to tools, and not to wire.
Задачей предлагаемого технического решения является создание непрерывного способа получения прочного алмазосодержащего покрытия на стальной проволоке путем нанесения на нее алмазного порошка с гидрофильной поверхностью и закрепления его при электрохимическом никелировании в процессе перематывания проволоки с бобины на бобину.The objective of the proposed technical solution is to create a continuous method for obtaining a durable diamond-containing coating on a steel wire by applying a diamond powder with a hydrophilic surface to it and fixing it during electrochemical nickel plating in the process of rewinding the wire from the reel to the reel.
Поставленная задача решается в предлагаемом способе, который включает нанесение алмазного порошка с гидрофильной поверхностью на смоченную электролитом никелирования стальную проволоку, предварительно обезжиренную и прошедшую стадии предварительного и основного никелирования, закрепление алмазного порошка на проволоке никелированием в струйном режиме. Причем все операции проводят в режиме движения проволоки через ванны обработки путем перематывания с катушки на катушку.The problem is solved in the proposed method, which involves applying a diamond powder with a hydrophilic surface to a steel wire moistened with nickel electrolyte, previously degreased and past the stages of preliminary and main nickel plating, fixing the diamond powder on the wire by nickel plating in a jet mode. Moreover, all operations are carried out in the mode of movement of the wire through the processing baths by rewinding from reel to reel.
Никелирование выбрано по причине меньшей токсичности никелевых электролитов по сравнению с хромовыми, возможности нанесения никелевого покрытия непосредственно на сталь без промежуточных покрытий, а также из-за того, что никелевое покрытие обладает большей пластичностью.Nickel plating was chosen because of the lower toxicity of nickel electrolytes compared to chromium, the possibility of applying a nickel coating directly to steel without intermediate coatings, and also because the nickel coating has a higher ductility.
В предлагаемом способе нанесение алмазного порошка на стальную проволоку, предварительно смоченную в электролите никелирования с рН=4,2-4,3, проводят в ванне для нанесения алмазного порошка, содержащей на входе токопроводящий вал с плотностью тока 5-10А/дм2, в результате чего проволока под действием тока при температуре 45-60°С при рН=4,2-4,3 перемещается в слое подготовленного алмазного порошка между лентами, выполненными из химически стойкой ткани, которые движутся со скоростью 0,05-0,5 м/с, равной скорости движения проволоки. Таким образом, проволока и слой алмазного порошка в течение времени нахождения проволоки в ванне неподвижны относительно друг друга. Такое техническое решение приводит к продлению времени взаимодействия проволоки и алмазного порошка, т.е. более прочному соединению их между собой. Неприкрепившийся порошок смывают струей электролита с рН=4,2-4,3 на обратную петлю верхней ленты, добавляя по мере необходимости в точку смыва новые порции алмазного порошка.In the proposed method, the deposition of diamond powder on a steel wire previously moistened in nickel plating electrolyte with pH = 4.2-4.3, is carried out in a bath for applying diamond powder containing a conductive shaft with a current density of 5-10A / dm 2 at the inlet, in As a result, the wire under the action of current at a temperature of 45-60 ° C at pH = 4.2-4.3 moves in the layer of prepared diamond powder between the bands made of chemically resistant fabric, which move at a speed of 0.05-0.5 m / s equal to the speed of the wire. Thus, the wire and the layer of diamond powder during the residence time of the wire in the bath are stationary relative to each other. Such a technical solution leads to an extension of the interaction time of the wire and diamond powder, i.e. more durable connection between them. The loose powder is washed off with an electrolyte stream with pH = 4.2-4.3 onto the reverse loop of the upper tape, adding new portions of diamond powder to the flush point as necessary.
Закрепление нанесенного алмазного порошка на проволоку проводят электрохимическим никелированием в струйном режиме при скорости струй 3-5 м/с, температуре 45-60°С, плотности тока 15-25 А/дм2, рН=4,2-4,3.The applied diamond powder is fixed to the wire by electrochemical nickel plating in the jet mode at a jet velocity of 3-5 m / s, a temperature of 45-60 ° C, a current density of 15-25 A / dm 2 , and pH = 4.2-4.3.
Таким образом, отличительными признаками, которые подтверждают соответствие заявляемого технического решения признакам новизны и изобретательского уровня, являются:Thus, the distinguishing features that confirm the conformity of the proposed technical solution with the signs of novelty and inventive step are:
- смачивание при рН=4,2-4,3 (предварительно обезжиренной и прошедшей стадии предварительного и основного электрохимического никелирования стальной проволоки) электролитом никелирования;- wetting at pH = 4.2-4.3 (pre-fat and past stages of preliminary and basic electrochemical nickel plating of steel wire) with nickel electrolyte;
- нанесение алмазного порошка на смоченную в электролите никелирования проволоку в ванне, содержащей на входе токопроводящий вал с плотностью тока 5-10А/дм2, в результате чего проволока под действием тока при температуре 45-60°С при рН=4,2-4,3 перемещается вместе со слоем алмазного порошка с гидрофильной поверхностью между лентами, выполненными из химически стойкой ткани, которые движутся со скоростью 0,05-0,5 м/с, равной скорости движения проволоки, что позволяет продлить время взаимодействия алмазных частиц с проволокой;- application of diamond powder on a wire moistened in nickel electrolyte in a bath containing a conductive shaft with a current density of 5-10A / dm 2 at the inlet, as a result of which the wire under the influence of current at a temperature of 45-60 ° C at pH = 4.2-4 , 3 moves together with a layer of diamond powder with a hydrophilic surface between ribbons made of chemically resistant fabric, which move at a speed of 0.05-0.5 m / s, equal to the speed of the wire, which allows to extend the interaction time of diamond particles with the wire;
- закрепление нанесенного алмазного порошка на проволоку электрохимическим никелированием в струйном режиме при скорости струй 3-5 м/с, температуре 45-60°С, плотности тока 15-25 А/дм2, рН=4,2-4,3;- fixing the deposited diamond powder on the wire by electrochemical nickel plating in the jet mode at a jet velocity of 3-5 m / s, a temperature of 45-60 ° C, a current density of 15-25 A / dm 2 , pH = 4.2-4.3;
- проведение всех процессов обработки проволоки путем перемотки ее с бобины на бобину.- carrying out all wire processing processes by rewinding it from the reel to the reel.
Такое техническое решение позволяет получать режущую проволоку с прочным алмазным покрытием, пригодную для высокопроизводительной резки природных и искусственных минералов.This technical solution allows you to get a cutting wire with a strong diamond coating, suitable for high-performance cutting of natural and artificial minerals.
Пример. Катушки или бобины с проволокой помещают в устройство смотки и заправляют в установку с помощью лавсановой лески или никелированной стальной проволоки. Прежде всего проводят операцию обезжиривания протиркой в органическом растворителе, например спирте изопропиловом или этиловом, бензине или тетрахлорэтилене, затем проводят обезжиривание электрохимическое биполярное, после промывки проводят травление, совмещенное с никелированием без подвода тока к проволоке в течение 0,5-5,0 сек, при анодной плотности тока 0,5-2,5 А/дм2, катодной плотности тока 1-15 А/дм2. После промывки проводят предварительное никелирование в течение 2-3 сек, при температуре электролита 45-50°С, плотности тока не ниже 15-25 А/дм2, рН=4,3. Основное никелирование в таком же растворе проводят при тех же условиях, что и предварительное никелирование, но в течение 20-60 с. После соответствующих промывок и сушки подготовленную проволоку наматывают на стандартные катушки, укрепляя на расстоянии 0,5 м от начала бусину из диэлектрика (диаметром 2-3 мм) и формируют пакеты, содержащие 1-12 и более штук проволок для обработки их параллельно. После сматывания с катушек подготовленная проволока проходит через тормозное устройство и поступает в ванну смачивания электролитом никелирования, который имеет рН=4,2-4,3. Нанесение на проволоку алмазного порошка с гидрофильной поверхностью и размером частиц 40/28 мкм проводят в ванне, снабженной установленным на входе токопроводящим валом, при рН=4,2-4,3, температуре 45-60°С и плотности тока 5-10 А/дм2. При этом проволока, находящаяся под током, движется в слое алмазного порошка между движущимися со скоростью пакета проволок двумя лентами из химически стойкой ткани. Таким образом, алмазный порошок и проволока неподвижны относительно друг друга. Закрепление нанесенных частиц алмазного порошка производят никелированием в струйном режиме в электролите никелирования при следующих параметрах: рН=4,2-4,3, температура 45-60°С, плотность тока 15-25 А/дм2, скорость струй - 3-5 м/с. После промывки проволоку сушат и наматывают на бобины или катушки, обеспечивая требуемое натяжение. Готовую режущую проволоку хранят намотанной на катушки в нормальных условиях складского хранения.Example. Coils or bobbins with wire are placed in the winding device and tucked into the unit using lavsan fishing line or nickel-plated steel wire. First of all, a degreasing operation is performed by wiping in an organic solvent, for example, isopropyl or ethyl alcohol, gasoline or tetrachlorethylene, then electrochemical bipolar degreasing is carried out, after washing, etching is carried out, combined with nickel plating without supplying current to the wire for 0.5-5.0 seconds, at an anode current density of 0.5-2.5 A / dm 2 , the cathodic current density of 1-15 A / dm 2 . After washing, pre-nickel is carried out for 2-3 seconds, at an electrolyte temperature of 45-50 ° C, current density not lower than 15-25 A / dm 2 , pH = 4.3. The main nickel plating in the same solution is carried out under the same conditions as the preliminary nickel plating, but within 20-60 s. After appropriate washing and drying, the prepared wire is wound on standard coils, reinforcing a dielectric bead (2-3 mm in diameter) at a distance of 0.5 m from the beginning and packets are formed containing 1-12 or more pieces of wire for processing them in parallel. After winding from the coils, the prepared wire passes through the braking device and enters the nickel plating electrolyte wetting bath, which has a pH of 4.2-4.3. Application of diamond powder with a hydrophilic surface and a particle size of 40/28 μm to the wire is carried out in a bath equipped with a conductive shaft installed at the inlet at pH = 4.2-4.3, temperature 45-60 ° C and current density 5-10 A / dm 2 . In this case, the wire under current moves in a layer of diamond powder between two chemically resistant fabric belts moving at a speed of a packet of wires. Thus, the diamond powder and the wire are stationary relative to each other. The deposited particles of diamond powder are fixed by nickel plating in a jet mode in nickel electrolyte at the following parameters: pH = 4.2-4.3, temperature 45-60 ° С, current density 15-25 A / dm 2 , jet speed 3-5 m / s After washing, the wire is dried and wound on bobbins or coils, providing the required tension. The finished cutting wire is stored wound on coils under normal conditions of storage.
Предлагаемый способ непрерывного изготовления режущего инструмента позволяет получить прочное и в то же время гибкое алмазосодержащее покрытие на проволоке. Использование такого режущего инструмента в 6-7 раз позволит повысить производительность процесса резки за счет увеличения скорости резания. А также сократить количество отходов, потери ценного минерального сырья (т.е. снизить себестоимость продукции), а также повысить выход высококачественной продукции для изготовления подложек микросхем, светодиодов и др. из природных и искусственных минералов.The proposed method for the continuous manufacture of cutting tools allows you to get a durable and at the same time flexible diamond-containing coating on the wire. The use of such a cutting tool 6-7 times will increase the productivity of the cutting process by increasing the cutting speed. And also to reduce the amount of waste, the loss of valuable mineral raw materials (i.e., reduce the cost of production), as well as increase the output of high-quality products for the manufacture of substrates for microcircuits, LEDs, etc. from natural and artificial minerals.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004129251/02A RU2291232C2 (en) | 2004-10-06 | 2004-10-06 | Method for producing cutting wire with strength diamond -containing coating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004129251/02A RU2291232C2 (en) | 2004-10-06 | 2004-10-06 | Method for producing cutting wire with strength diamond -containing coating |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2291232C2 true RU2291232C2 (en) | 2007-01-10 |
Family
ID=37761399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004129251/02A RU2291232C2 (en) | 2004-10-06 | 2004-10-06 | Method for producing cutting wire with strength diamond -containing coating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2291232C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103266341A (en) * | 2013-05-17 | 2013-08-28 | 浙江工业大学 | Preparation method for producing diamond cutting line through steel wire magnetization |
| RU2545956C2 (en) * | 2012-01-13 | 2015-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенные Беспроводные Технологии" | Production of diamond-abrasive wire |
-
2004
- 2004-10-06 RU RU2004129251/02A patent/RU2291232C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2545956C2 (en) * | 2012-01-13 | 2015-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенные Беспроводные Технологии" | Production of diamond-abrasive wire |
| CN103266341A (en) * | 2013-05-17 | 2013-08-28 | 浙江工业大学 | Preparation method for producing diamond cutting line through steel wire magnetization |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220154357A1 (en) | Method and Apparatus for Continuously Applying Nanolaminate Metal Coatings | |
| CN107299378B (en) | A kind of manufacturing method of high efficiency cutting silicon wafer diamond wire | |
| JP4538049B2 (en) | Abrasive electrodeposition wire | |
| ZA200410368B (en) | Process for electroplating metallic and metal matrix composite foils, coating and microcomponents | |
| CN101531035A (en) | A method for manufacturing electroplating diamond wire saw | |
| CN110076705B (en) | Bare powder sanding diamond wire electroplating process | |
| CN104099656B (en) | A kind of method that process units applying diamond wire produces diamond wire | |
| DE10228323B4 (en) | Cathodic electrodeposition process and microcomponents made by such a process | |
| RU2291232C2 (en) | Method for producing cutting wire with strength diamond -containing coating | |
| JP4073328B2 (en) | Single layer fixed abrasive wire saw, manufacturing method thereof and cutting method | |
| WO2011042931A1 (en) | Fixed abrasive grain wire, process for producing the fixed abrasive grain wire, and abrasive grains for use in fixed abrasive grain wire | |
| JPWO2013039097A1 (en) | Solid particulate adhering wire and method for producing the solid particulate adhering wire | |
| CN105926024B (en) | The method for producing diamond wire | |
| CN202114645U (en) | Diamond wire saw | |
| JP2012176483A (en) | Method for manufacturing abrasive grain-fixed wire | |
| JP4852078B2 (en) | Electrodeposition fixed abrasive tool, method for manufacturing the same, and abrasive used for manufacturing the electrodeposition fixed abrasive tool | |
| JPS60119269A (en) | Continuous electroplating method and apparatus of carbon fiber bundle | |
| JP2002066785A (en) | Manufacturing method of chromium stainless steel welding wire | |
| KR100806371B1 (en) | Fixed abrasive-grain wire | |
| CN117601289A (en) | Wire saw and method for manufacturing wire saw | |
| JP6698682B2 (en) | Method for manufacturing fixed abrasive saw wire having metal alloy fixing layer and wire obtained thereby | |
| JP5665558B2 (en) | Method for manufacturing fixed abrasive wire | |
| CN105908243B (en) | A kind of method for producing diamond wire | |
| CN105821466B (en) | A kind of process units for the diamond wire for being suitable to generation axle rotating excitation field | |
| JP2018034294A (en) | Nano carbon fiber-containing fixed abrasive grain wire saw and method for manufacturing the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061007 |