電鍍金剛石工具工藝

吳珂

鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司 河南鄭州 450013

電鍍金剛石是采用電鍍方法，在金屬鍍層中沉積金剛石，金剛石并不參與化學(xué)反應(yīng)。該鍍層分為不同的組合形式，是由金剛石和各種化學(xué)元素組合而成的。在操作過程中，金屬離子從陰極表面析出，微粒進(jìn)入其中，進(jìn)而被沉積金屬埋入，通過上砂、增厚等操作最終在基體上固定金剛石，構(gòu)成了具有鋒利工作面的鍍層，進(jìn)而形成電鍍金剛石工具。

1 電鍍金剛石概述

電鍍金剛石鍍層組是空鍍層或上砂鍍層。一般粒度組金剛石實(shí)行單層電鍍，粒度細(xì)金剛石實(shí)行雙層電鍍，按照用戶需求確定。空鍍層是工件通過處理電鍍薄薄的一層金屬鎳，能夠使鍍層和基體結(jié)合起來，進(jìn)而提高結(jié)合力。若是能夠?qū)⒖斟儗邮∪ィw中一部分表面接觸磨料，會(huì)導(dǎo)致鍍層和基體接觸，進(jìn)而使鍍層和基體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低。上砂鍍層讓緊挨基體的磨粒處于基體上，之后采用大電流進(jìn)行厚渡[1]。上砂鍍層厚度通常在幾十微米之間，需要保持均勻不發(fā)黑。增厚鍍層作為復(fù)合鍍層主體，具有固結(jié)磨粒效用。在鍍層總厚度中，其厚度大約為8%，其再鍍層2/3高度中埋入磨粒，埋入率占據(jù)50-70%。鍍層外面有一部分磨粒，外露尺寸與平均粒徑1/3相當(dāng)。不同電鍍金剛石工具磨粒埋入率不同。光亮鍍層是電鍍金剛石工具外表的一層閃鍍薄亮鎳，能夠裝飾防護(hù)非電鍍面，鍍層要薄，不然會(huì)導(dǎo)致金剛石包裹過度，使得工具磨削力受到影響。

2 電鍍金剛石工具工藝

2.1 規(guī)范流程

根據(jù)電解液作用可以分成空鍍液、上砂液以及增厚液，實(shí)際工作過程中，通常將空鍍液與上砂液混合使用。除油時(shí)，使用3%金屬清洗劑在40-50℃溫度中進(jìn)行浸泡擦洗，之后進(jìn)行水洗，再進(jìn)行除油除銹，使用稀鹽酸和適量的表面活性劑再常溫下處理10min，之后進(jìn)行水洗。化學(xué)除油時(shí)，采用3%脫脂劑再40-50℃中持續(xù)10-20min，之后進(jìn)行水洗，熱風(fēng)吹干，再進(jìn)行焊導(dǎo)線，實(shí)行電解除油后水洗，再熱風(fēng)吹干，最后涂上絕緣涂料，裝夾，采用鹽酸溶液在常溫下處理3-15min，再進(jìn)行水洗、陰極腐蝕，空鍍，提出工件檢查，上砂后清砂，之后再檢查出槽情況，加入增厚液增厚，檢查后出槽，重復(fù)進(jìn)行上砂增厚工序，之后水洗卸妝，再水洗吹干，并進(jìn)行清潔、質(zhì)檢、打標(biāo)記，進(jìn)場(chǎng)除氫，水洗和純水洗，鍍上閃亮鎳，回收水洗，熱水洗后吹干，最后包裝[2]。

2.2 工序說明

空鍍工序中，工件是帶電入槽的，下槽之后用畫筆蘸取鍍液對(duì)工件表面進(jìn)行反復(fù)擦洗，并清潔表面，及時(shí)將不潔部位清除干凈。工件一次空停時(shí)間不可過長(zhǎng)，需要將工件重新放入到鍍液中，幾分鐘之后取出處理。

上砂工序中，采用落砂和埋砂這兩種方法。其中，前者可以應(yīng)用再平面件以及滾動(dòng)件中，可以大批量生產(chǎn)，后者則可以應(yīng)用再多個(gè)型面工件中，但效率低，所需砂量多，因此主要保證薄埋，不可過厚。同時(shí)，要保證上砂電流密度，電流要穩(wěn)定，不可過大[3]。平面工件上砂部位需要配置輔助陽極。

增厚工序中，工件帶電入槽，初始電流低于規(guī)范值之后逐漸調(diào)整電流至規(guī)范值。增厚時(shí)，工件也要轉(zhuǎn)位。平面件的增厚需要設(shè)置輔助陽極。在轉(zhuǎn)槽增厚時(shí)需要注意細(xì)砂件位于粗砂槽內(nèi)增厚。每次增厚都要埋住磨粒，使其尺寸接近鍍層厚度，避免每層加厚鍍層大于磨粒尺寸。使用工具時(shí)，若單純金屬鍍層接觸加工工件無法起到磨料磨削效用，會(huì)導(dǎo)致磨削堵塞。為了避免電力線尖端效應(yīng)使得工件尖端、凸出部位增厚，需要注意尖端和凸出部位厚度，并及時(shí)下去保護(hù)工作。質(zhì)檢過程中，需要保證砂子色裹牢固，色裹率適當(dāng)，避免增厚鍍層發(fā)白、發(fā)綠，發(fā)白表示需要返工，發(fā)綠表示需要繼續(xù)加厚。金剛石潤度和增厚有關(guān)，隨著金剛石粒度增加，增厚時(shí)間逐漸減少[4]。

2.3 調(diào)整維護(hù)

電鍍金剛石液槽體積小，不斷處于工作狀態(tài)中，成分消耗大，產(chǎn)生污染。每班需要補(bǔ)充液槽到水位，對(duì)波美度進(jìn)行控制，并對(duì)PH值進(jìn)行調(diào)整，并進(jìn)行定期分析。工作時(shí)，需要適量補(bǔ)充增硬劑、增光劑、增潤劑等。

槽液維護(hù)時(shí)，用來配置電解液以及前處理液中的大多數(shù)藥品都是化學(xué)純，采用進(jìn)口工業(yè)級(jí)硫酸硅以及國產(chǎn)級(jí)硫酸鈷質(zhì)量可行，且能夠減少成本。使用純凈水配置槽液并補(bǔ)充用水[5]。新用金剛石以及回收金剛石都能夠?qū)嵭谐统s，以確保其凈度和純度。

2.4 凈化方法

槽液污染源主要為增光劑，每10天需要凈化一次，通過過濾電解液、氧化處理、過濾、電解處理、調(diào)整鍍液、赫爾槽試驗(yàn)等對(duì)槽液進(jìn)行凈化。

對(duì)于金剛石而言，新的金剛石凈化處理需要在燒杯中煮酸，在其中浸沒化學(xué)純硝酸，煮30min，冷卻后沖洗干凈，之后進(jìn)行煮堿，再?zèng)_洗，使用純水漂洗，最后在鍍液中浸泡儲(chǔ)存?zhèn)溆谩Ｊ褂眠^的金剛石進(jìn)行活化處理，將回收的金剛石干燥過篩清理干凈，將其浸泡在硝酸溶液中煮酸，直到凈化完成，之后進(jìn)行水洗，再進(jìn)行煮堿處理，之后水洗、純水洗，最后存儲(chǔ)備用。

3 結(jié)語

綜上所述，電鍍金剛石工具再經(jīng)過上砂、增厚等處理后可以構(gòu)成一層鋒利的工作面，這種工具磨削力較好，闡釋工作面相對(duì)較薄，使用時(shí)間也比較短，一般應(yīng)用再珠寶、陶瓷等物體的削磨、雕刻等作業(yè)中。本文通過對(duì)電鍍金剛石工具工藝的分析，了解了該工具的規(guī)范流程，并對(duì)上砂、增厚等工序進(jìn)行了說明，明確了槽液調(diào)整和維護(hù)工作，闡述了槽液和金剛石凈化方法。