[發(fā)明專利]一種金剛石線鋸及其快速生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310324414.5
• 申請(qǐng)日: 2013-07-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103388170A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉元生;羅暉;湯森進(jìn);胡昌文;龍長(zhǎng)江;蒲玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西核工業(yè)興中科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C25D15/00
• 分類(lèi)號(hào): C25D15/00
• 代理公司: 江西省專利事務(wù)所 36100
• 代理人: 楊志宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金剛石線鋸的生產(chǎn)方法，具體說(shuō)是一種金剛石線鋸及其快速生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)的發(fā)展，硬脆材料在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛，其主要包括硅晶體、玻璃、寶石、各種石材、石英晶體、陶瓷、硬質(zhì)合金、稀土磁性材料等。對(duì)硬脆材料的切割大致有以下要求：高效率、低成本、窄切縫、無(wú)損傷、無(wú)污染等，而切割加工是目前硬脆材料的各種加工方法中最重要的一種。

目前，用于硬脆材料切割加工的方法主要有游離磨粒線鋸切割、固結(jié)磨粒線鋸切割、外圓切割和內(nèi)圓切割等。游離磨粒線鋸切割過(guò)程為邊切割邊向鋼絲輸送帶有磨粒的漿料，因此該切割技術(shù)具有非常明顯的缺點(diǎn)：切割效率低，鋸口損耗大，表面粗糙度和精度難以控制，漿料回收困難，環(huán)境污染嚴(yán)重等，而使用固結(jié)磨粒線鋸切割則能很好的解決這些問(wèn)題。

固結(jié)磨粒線鋸切割是通過(guò)電鍍方法將金剛石磨粒固結(jié)在鎳鍍層中，通過(guò)線鋸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)達(dá)到對(duì)硬脆材料的切割效果。但是，目前金剛石線鋸的生產(chǎn)大部分使用的是裸露的金剛石直接進(jìn)行復(fù)合電鍍，由于金剛石是絕緣材料，在電鍍過(guò)程中，其運(yùn)動(dòng)方向不受電場(chǎng)的控制，僅僅依靠金剛石磨粒在鍍液中的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，與金屬基體碰撞后被鍍層俘獲，并且金剛石磨粒在重力的作用下也存在沉降運(yùn)動(dòng)，因此更降低了被鍍層俘獲的概率，導(dǎo)致金剛石線鋸上磨粒的沉積密度非常低，并產(chǎn)生磨粒分布不均（堆積或空白）及陰陽(yáng)面等現(xiàn)象，所生產(chǎn)的金剛石線鋸的切割效率低；此外，金剛石磨粒的絕緣性決定了其與鍍層之間只有物理鑲嵌的作用，磨粒未被鎳層完全包覆，導(dǎo)致磨粒的把持力非常低；同時(shí)，由于金剛石磨粒為絕緣體，如果在電鍍過(guò)程中引入強(qiáng)力攪拌，將使金剛石磨粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)更加強(qiáng)烈，進(jìn)一步降低了其被鍍層俘獲的概率，因此目前電鍍只能使用小電流密度，導(dǎo)致金剛石線鋸的生產(chǎn)效率非常的低。綜上所述，現(xiàn)有的復(fù)合電鍍生產(chǎn)金剛石線鋸的方法存在上砂速度慢、上砂密度低、磨粒把持力低、切割效率以及生產(chǎn)效率低等問(wèn)題，致使金剛石線鋸的大批量工業(yè)化生產(chǎn)難以實(shí)現(xiàn)，無(wú)法滿足因當(dāng)前國(guó)際形勢(shì)導(dǎo)致的國(guó)內(nèi)日益擴(kuò)大的市場(chǎng)需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種金剛石線鋸及其快速生產(chǎn)方法。其主要特點(diǎn)是所使用的金剛石磨粒通過(guò)化學(xué)鍍?cè)谄浔砻姘采弦粚渔噷樱蛊鋵?dǎo)電化，在電場(chǎng)作用下Ni內(nèi)部自由電子分布于表層，使得Ni²⁺吸附于磨粒上，在電鍍過(guò)程中能實(shí)現(xiàn)定向移動(dòng)(向陰極定向移動(dòng))，且磨粒與鍍層之間能實(shí)現(xiàn)化學(xué)鍵固結(jié)，并引入強(qiáng)力攪拌實(shí)現(xiàn)高電流密度電鍍，提高電鍍效率，同時(shí)在化學(xué)鍍液中加入NiCl₂等物質(zhì)來(lái)增加化學(xué)鍍液的密度，因此金剛石懸浮在化學(xué)鍍液中，使金剛石均勻電鍍?cè)阡摻z的陽(yáng)面和陰面上，制得的金剛石線鋸具有質(zhì)量?jī)?yōu)良、使用壽命長(zhǎng)、切割效率及生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明所提出的通過(guò)化學(xué)鍍?cè)诮饎偸チ１砻姘惨粚渔噷邮蛊鋵?dǎo)電化及金剛石線鋸的示意圖如附圖所示。首先，如圖1及圖2所示，電鍍生產(chǎn)金剛石線鋸時(shí)，未金屬化金剛石磨粒無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)及絕緣性以及電鍍使用的低電流密度，導(dǎo)致金剛石線鋸磨粒沉積密度低、物理鑲嵌把持力低、切割效率及生產(chǎn)效率低。

通過(guò)化學(xué)鍍?cè)诮饎偸チ１砻姘采弦粚渔噷雍螅浔砻鏍顟B(tài)如圖3所示，表面金屬化后使金剛石磨粒導(dǎo)電化，在電鍍過(guò)程中，金剛石磨粒的運(yùn)動(dòng)方向受到電場(chǎng)的控制，向著陰極方向定向移動(dòng)，增加了金剛石磨粒與金屬基體間的碰撞幾率，提高了其被鍍層俘獲的概率；此外，由于金剛石磨粒表面金屬化，當(dāng)磨粒被鍍層俘獲后，電鍍鎳層不僅在基體表面生長(zhǎng)，也會(huì)在磨粒表面以及磨粒與鍍層的結(jié)合處繼續(xù)生長(zhǎng)，因此磨粒與鍍層之間不再僅僅依靠簡(jiǎn)單的物理鑲嵌來(lái)固結(jié)，還有化學(xué)鍵使其牢固的固結(jié)在鍍層上，如圖4所示，增加了鍍層對(duì)磨粒的把持力，提高了線鋸的使用壽命和切割能力；同時(shí)，金剛石磨粒金屬化后在電場(chǎng)作用下定向移動(dòng)，因此可以引入強(qiáng)力攪拌來(lái)抑制濃差極化，并提高電流密度來(lái)加大電化學(xué)極化，大幅度提升金剛石線鋸的生產(chǎn)效率。

本發(fā)明包括以下步驟：

第一步：金剛石表面預(yù)處理

首先，將粒徑為10-20μm的金剛石磨粒置于濃度為10%-20%的NaOH溶液中煮沸20-30min，并水洗至中性；然后，將洗凈的金剛石磨粒置于濃度為10%-20%的HNO₃溶液中煮沸20-30min，并水洗至中性；

第二步：金剛石表面敏化及活化