收稿日期 :2008 年 11 月
电镀金刚石线锯的制造工艺研究
高伟 ,窦百香 ,李艳红 ,刘伟
青岛科技大学
摘要 :利用复合电镀法 ,以直径 <013mm 的琴钢丝为基体 ,选取 400
#
的金刚石作为磨料 ,选用瓦特型镀液 ,采用
埋砂法制造金刚石线锯。利用显微镜测试了镀层厚度 ,利用体视显微镜观察了线锯形貌。结果表明 ,上砂电流密
度在 210A/ dm
2
,上砂时间 20min 时能够获得金刚石磨粒分布均匀、与基体结合力好的金刚石线锯 ;给出了本实验条
件下制造电镀金刚石线锯的最佳电镀工艺参数。
关键词 :电镀 ;金刚石线锯 ;制造工艺
中图分类号 :TG717 文献标志码 :A
Study on Manufacturing Process of Electroplated Diamond wire Sa w
Gao Wei ,Dou Baixiang ,Li Yanhong ,Liu Wei
Abstract : A composite electroplating process was used to electroplated diamond wire saw. Piano wire was chosen as the plat2
ed core of the electroplated diamond wire and the diamond size was 400
#
. Putting the wire into diamond abrasives and Watt2type
solution were used to manufacturing the diamond wire saw. The coating thickness and morphology of the diamond were analyzed by
microscope and stereomicroscope. The results show that the current density of the Ni2diamond composite electroplating in the range
of 2. 0A/ dm
2
and the time of the Ni2diamond composite electroplating was 20min , diamond abrasives will be distributed well and
the coating had better adhesion to the substrate. The optimum process parameters of manufacturing the diamond wire saw were con2
firmed.
Keywords :electroplated ;diamond wire saw;manufacturing process
1 引言
随着硬脆材料应用的日益广泛 ,对其加工要求
也越来越高 ,特别是对单晶硅、宝石等贵重硬脆材料
的精密切割加工要求越来越高。然而 ,我国的硬脆
材料高效精密切割加工还处在发展阶段 ,加工效率
较低 ,材料浪费严重。目前 ,在硅晶体等硬脆材料的
切割中主要采用游离磨料线锯切割技术 ,即边切割
边向钢丝送带有磨料的浆液
(
金刚石或碳化硅浆
液
)
。但是游离磨料线锯切割技术具有明显的缺点 :
切割效率低 ,锯口损耗大 ,表面粗糙度和面型精度难
以控制 ,浆液回收困难 ,工作环境恶劣等等
[1]
。
为解决上述问题 ,固结磨料线锯的研究越来越
受到国内外研究者的关注 ,特别是电镀金刚石线锯
和树脂结合剂线锯的研究
[1 - 3]
,但树脂结合剂线锯
的耐磨性和耐热性不如电镀金刚石线锯好。金刚石
线锯是将高硬度、高耐磨性的金刚石磨粒通过电镀
的方式牢固地把持在钢丝基体上而制成的一种切割
工具。此外 ,电镀金刚石线锯具有切割效率高、锯切
力小、锯缝整齐、切面光整、出材率高、噪音低 ,对环
境污染小等优点 ,不仅适用于加工石材、玻璃等普通
硬脆材料 ,而且特别适合锯切陶瓷、宝石、水晶等贵
重的硬脆材料
[4]
。本文利用复合电镀法研究了电镀
金刚石线锯的制造工艺 ,并给出了制造电镀金刚石
线锯的最佳工艺参数。
2 锯丝的制备
锯丝基体采用强度高、柔韧性好的直径 <013 钢
琴丝 ,金刚石采用英国 De Beers 公司提供的 400
#
的
天然金刚石磨料。本实验制造的电镀金刚石锯丝长
度为 300mm。电镀金刚石锯丝的制备工艺流程如图
1 所示。
图 1 电镀金刚石锯丝制备工艺流程图
2. 1 前处理
实验前要对基体进行前处理。前处理的目的是
去掉锯丝基体上的油污和氧化层 ,提高基体和镀层
间的结合力。电镀金刚石线锯的前处理工序与普通
电镀的前处理工序基本相同。前处理的主要工序如
图 2 所示。
图 2 前处理的主要工序
先用 400
#
的砂纸将基体表面较厚的氧化皮磨
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工 具 技 术