一種生產(chǎn)鍍鎳刺磨粒的電鍍液及電鍍方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電鍍液，具體涉及一種生產(chǎn)鍍鎳刺磨粒的電鍍液及電鍍方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金剛石具有高硬度、高強(qiáng)度，高耐磨性以及線膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異的物理化學(xué)特性，在磨削加工領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。但是在常溫常壓下，金剛石為亞穩(wěn)定態(tài)，其耐熱性不高，且存在一些表面缺陷，在加工過程中常會(huì)發(fā)生氧化失重或石墨化等反應(yīng)從而降低加工效率。另外，由于磨具中金剛石磨粒與結(jié)合劑之間一般是機(jī)械地鑲嵌，在磨削力的作用下金剛石磨粒極易脫落，從而使磨具的使用壽命大打折扣。
[0003]隨著金剛石磨粒用途的不斷擴(kuò)大，如何提高金剛石的強(qiáng)度、如何延長(zhǎng)制品的使用壽命引起了人們的極大關(guān)注，并采取了各種各樣的加工處理方法。其中金剛石表面鍍覆一層金屬是最行之有效的一種方法。
[0004]在金剛石表面鍍鎳能賦予金剛石許多新的特性:提高了金剛石的強(qiáng)度、金剛石與基體的界面結(jié)合能力、隔氧保護(hù)、減輕金剛石熱損傷程度、改善金剛石與基體界面的物理化學(xué)性能，還能提高金剛石工具的耐磨性和切削能力。
[0005]王艷輝等在金剛石表面鍍鎳工藝研宄(表面技術(shù)，1993年第22卷第I期，12-14)一文中提到:由于金剛石粒子表面鍍Ni是為了提高金剛石的強(qiáng)度和與樹脂類結(jié)合劑的粘結(jié)性，表面粗糙的鍍層與結(jié)合劑的結(jié)合力更高，金剛石粒子更不易脫落。他采用普通鍍暗Ni 的配方為:Ni S04 *6H20,200g/L ;H3B03，30g/L ;NaCl，15g/L ;pH值 4.5-5.5，溫度 35°C，并采用上限電流密度1.5A/d m2 ο同時(shí)，該文獻(xiàn)中還提到，化學(xué)鍍前，金剛石粒子要進(jìn)行敏化、活化和還原處理，目的是在金剛石表面形成金屬微粒，使化學(xué)鍍層依附這些金屬微粒形成在金剛石表層。
[0006]徐湘濤在鍍鎳金剛石的制造及應(yīng)用研宄(徐湘濤，鍍鎳金剛石的制造及應(yīng)用研宄，超硬材料工程，2005年第17卷第3期總第61期，25-30) —文中揭示了鍍鎳有兩種方法，一種為化學(xué)鍍鎳，一種為電鍍，電鍍液配方為硫酸鎳200g/L、硫酸鈷19g/L、硼酸30g/L、氯化鈉15g/L，pH值為4-4.5，溫度為40±2°C。
[0007]然而，普通鍍鎳金剛磨粒石存在如下問題:在用于樹脂結(jié)合劑磨具時(shí)，普通鍍鎳金剛石磨粒與樹脂結(jié)合劑之間的粘結(jié)力較低，磨粒易從樹脂結(jié)合劑中脫落，導(dǎo)致磨具使用壽命低，且容易在工件表面產(chǎn)生劃痕，影響工件質(zhì)量的問題。
[0008]鍍鎳刺金剛石磨粒是表面所鍍覆的鎳金屬呈現(xiàn)針刺狀形態(tài)，即金剛石磨粒表面金屬鎳的呈現(xiàn)冰凌狀、海螺狀、乳房狀、叢生狀等長(zhǎng)短不齊、形狀各異的形態(tài)，表面粗糙程度遠(yuǎn)大于普通鍍鎳金剛石磨粒。鍍鎳刺金剛石磨粒和普通鍍鎳金剛石磨粒的用途是一樣的，均應(yīng)用在樹脂結(jié)合劑磨具中，所不同的是:鍍鎳刺金剛石磨粒在樹脂結(jié)合劑中的把持力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通鍍鎳金剛石，磨削加工的效果、使用壽命也明顯優(yōu)于后者，有效的提高了磨具的使用壽命和被磨工件的質(zhì)量。
[0009]孫毓超等人在鍍鎳刺金剛石的SEM顯微形貌(金剛石與磨料磨具工程，2003年6月，總第135期第3期，53-55) —文中宏觀的展示了鍍鎳刺金剛石的若干SEM外觀形貌，但并未對(duì)滾鍍的工藝條件和鍍液的配方進(jìn)行披露。
[0010]其他在磨粒表面鍍鎳刺的電鍍液配方及鍍鎳刺的工藝方法未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是針對(duì)普通鍍鎳金剛石磨粒的缺點(diǎn)，提供一種生產(chǎn)鍍鎳刺磨粒的電鍍液及電鍍方法。
[0012]本發(fā)明的第一目的是提供一種生產(chǎn)鍍鎳刺磨粒的電鍍液，所述電鍍液為含有以下成分的水溶液:硫酸鎳、硼酸、氯化鈉、氨基苯磺酸、苯亞磺酸鈉和水。
[0013]具體的，每升所述電鍍液中含有以下成分:50_300g的硫酸鎳、7_50g的硼酸、5-25g的氯化鈉、0.01-0.5g的氨基苯磺酸、0.01-0.5g的苯亞磺酸鈉。
[0014]優(yōu)選地，每升所述電鍍液中含有以下成分:200-300g的硫酸鎳、25-30g的硼酸、18-20g的氯化鈉、0.01-0.5g的氨基苯磺酸、0.01-0.5g的苯亞磺酸鈉。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)選，每升所述電鍍液中含有以下成分:200-300g的硫酸鎳、25-30g的硼酸、18-20g的氯化鈉、0.1-0.5g的氨基苯磺酸、0.1-0.5g的苯亞磺酸鈉。
[0016]最佳，每升所述電鍍液中含有以下成分:300g的硫酸鎳、30g的硼酸、18g的氯化鈉、0.2g的氨基苯磺酸、0.2g的苯亞磺酸鈉。
[0017]本發(fā)明的另一目的是提供一種鍍鎳刺磨粒，其工藝包括以下步驟:
[0018]步驟1、取磨粒原料lOOOct，加入0.5-2g/L的氯化亞錫溶液0.5~2L,敏化處理10-40min，清洗，獲得敏化磨粒；
[0019]步驟2、在步驟I獲得的敏化磨粒中加入0.5-2g/L的氯化鈀溶液0.5-2L，活化處理10_40min，清洗，獲得活化磨粒；
[0020]步驟3、在步驟2獲得的活化磨粒中加入10-50g/L的次亞磷酸鈉溶液0.5-2L，還原處理10_40min，清洗，獲得還原磨粒；
[0021]步驟4、配制4L預(yù)鍍液，每升預(yù)鍍液中各組分的濃度為:25-375g/L的硫酸鎳、10-150g/L的檸檬酸納、10-150g/L的乙酸鈉、20_300g/L的次亞磷酸鈉，將步驟3獲得的還原磨粒倒入預(yù)鍍液中攪拌均勻，溫度控制在50-90°C，持續(xù)鍍鎳時(shí)間20-60min，形成預(yù)鍍鎳磨粒；
[0022]步驟5、配制IL電鍍液，各成分的濃度為:硫酸鎳50-300g/L、硼酸7_50g/L、氯化鈉5_25g/L、氨基苯磺酸0.01-0.5g/L、苯亞磺酸鈉0.01-0.5g/L，混合均勾；
[0023]步驟6、將步驟4獲得的預(yù)鍍鎳磨粒放入電鍍瓶，將所述電鍍瓶裝在滾動(dòng)電鍍儀上，加入步驟5中配制好的電鍍液；電鍍儀陽極為99.99%的鎳板，陰極為銅導(dǎo)線；步驟7、控制鍍鎳階段初始電流為0.5-2A ;經(jīng)過2-30h后，將電流調(diào)大到2A-3A ;10_72h后，將電流調(diào)大到3-4A ;鍍瓶轉(zhuǎn)速控制在5-16r/min，并根據(jù)電流密度變化適當(dāng)調(diào)整；鍍鎳過程中用25%的稀硫酸溶液維持電鍍液pH值，所述pH值控制在2-6之間；鍍鎳持續(xù)生長(zhǎng)20_120h ；
[0024]步驟8、電鍍結(jié)束后對(duì)鍍鎳刺磨粒進(jìn)行收集、清洗、烘干、檢測(cè)。
[0025]上述磨粒原料中:
[0026]所述磨粒原料包括金剛石和/或立方氮化硼，所述金剛石優(yōu)選為單晶金剛石、聚晶金剛石中的一種或兩種；
[0027]所述磨粒原料的粒度在激光粒度儀測(cè)試，D50彡10 μ m，優(yōu)選為15-50 μ m ；D50為粒度中值；
[0028]步驟6中對(duì)電鍍瓶還進(jìn)行了以下設(shè)定:所述鍍瓶上固定有磁鐵，磁鐵數(shù)多2塊，在電鍍鎳刺過程中產(chǎn)生均勻的磁場(chǎng)效應(yīng)。
[0029]本發(fā)明還提供了鍍鎳刺磨粒的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0030]步驟1、取磨粒原料lOOOct，加入0.5-2g/L的氯化亞錫溶液0.5~2L,敏化處理10-40min，清洗，獲得敏化磨粒；
[0031]步驟2、在步驟I獲得的敏化磨粒中加入0.5-2g/L的氯化鈀溶液0.5-2L，活化處理10_40min，清洗，獲得活化磨粒；
[0032]步驟3、在步驟2獲得的活化磨粒中加入10-50g/L的次亞磷酸鈉溶液0.5-2L，還原處理10_40min，清洗，獲得還原磨粒；
[0033]步驟4、配制4L預(yù)鍍液，每升預(yù)鍍液中各組分的濃度為:25-375g/L的硫酸鎳、10-150g/L的檸檬酸納、10-150g/L的乙酸鈉、20_300g/L的次亞磷酸鈉，將步驟3獲得的還原磨粒倒入預(yù)鍍液中攪拌均勻，溫度控制在50-90°C，持續(xù)鍍鎳時(shí)間20-60min，形成預(yù)鍍鎳磨粒；
[0034]步驟5、配制IL電鍍液，各成分的濃度為:硫酸鎳50-300g/L、硼酸7_50g/L、氯化鈉5_25g/L、氨基苯磺酸0.01-0.5g/L、苯亞磺酸鈉0.01-0.5g/L，混合均勾；
[0035]步驟6、將步驟4獲得的預(yù)鍍鎳磨粒放入電鍍瓶，將所述電鍍瓶裝在滾動(dòng)電鍍儀上，加入