專利名稱：一種脈沖電鍍法的用途及其工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種脈沖電鍍法的用途及其工藝。
脈沖電鍍技術是二十世紀五十年代出現，七十年代發展起來的一種新型電鍍工藝。脈沖電鍍從電鍍理論上擺脫了局限于直流電源的習俗觀念，開辟了一個從改進電鍍電源入手研究電鍍工藝的新領域。目前國內外生產電鍍金剛石工具均采用直流電鍍法，與直流電鍍法等相比，脈沖電鍍具有優點很多，如可以改變鍍層結構，使鍍層平滑、細致；能夠改善分散能力；可以降低鍍層空隙率，提高鍍層韌性；提高鍍層的硬度和耐磨性；降低鍍層的雜質含量；有利于獲得成份穩定的合金鍍層；提高鍍層與基體的結合強度等。
本發明的目的就是利用脈沖電鍍的優點，用脈沖電鍍法取代直流電鍍法來生產電鍍Ni-W合金金剛石鉆頭或工具，以達到增強電鍍鉆頭或工具的結合強度、胎體耐磨能力，從而實現延長電鍍金剛石鉆頭或工具的使用壽命和提高效率的目的。
本發明的技術方案是通過以下途徑實現的，它采用脈沖電鍍法來生產Ni-W合金金剛石鉆頭或工具，具體工藝為金剛石選料、金剛石預處理、電鍍液配制、基體鍍前處理、電鍍過程和鍍后處理等六道工序。
利用本發明生產的Ni-W合金金剛石或工具與直流電鍍法生產的相比，改變了鍍層結構，使鍍層平滑、細致；能夠改善分散能力；可以降低鍍層空隙率，提高鍍層韌性；提高鍍層的硬度和耐磨性；降低鍍層的雜質含量；有利于獲得成份穩定的合金鍍層；提高鍍層與基體的結合強度等優點。
下面具體描述本發明的技術方案
1、金剛石選用脈沖電鍍金剛石鉆頭或工具所用的金剛石為JR4型50/60至70/80目，設計的金剛石體積濃度為20-26％。
2、金剛石預處理工藝為(1)稱取適量的金剛石置于預先配制好的5％的氫氧化鈉溶液中煮沸3-5分鐘，然后用蒸溜水沖洗干凈；(2)將上述處理后的金剛石置于預先配制好的10％的鹽酸溶液中侵泡5分鐘左右，然后用蒸溜水沖洗干凈；(3)將經處理后的金剛石加入適量的蒸溜水并加入少許十二烷基硫酸鈉煮沸溶解，靜置3-5分鐘后用蒸溜水沖洗；(4)在經上述處理后的金剛石中加入Ni-W鍍液適量，震動5-10分鐘，侵泡12小時以上即可使用。
3、電鍍液的具體配方為鎢酸鈉用量50-80g/l，檸檬酸鈉用量50-180g/l，硫酸鎳用量10-70g/l，氯化銨用量10-40g/l，檸檬酸用量15-30g/l，鍍液的PH值為4-9(用氨水調節)，鍍液溫度控制在30℃±1。
4、基體鍍前處理工藝包括以下幾個步驟(1)機械處理將粗糙表面整平；(2)除油處銹采用的處理液配方和工藝規范為氫氧化鈉用量10-15g/l，碳酸鈉20-25g/l，磷酸鈉30-40g/l，平均直流電流密度為3.0-5.0A/dm2，處理時間為5-8分鐘。
(3)表面活化采用的陽極活化液配方和工藝規范為氫氧化鉀用量250-300g/l，溶液溫度控制在50-60℃范圍，處理時間取3-7分鐘。
5、電鍍過程將經過鍍前處理的金剛石鉆頭或工具基體帶電入槽，采用的脈沖電參數為脈沖頻率f=1000Hz，占空比r=25％，平均電流密度Dk=4.0A/dm2進行沖擊鍍，時間為10分鐘，然后采用脈沖電參數為脈沖頻率f=1000Hz，占空比r=25％，平均電流密度Dk=1.0-2.5A/dm2進行空鍍30分鐘。空鍍之后，開始上砂，即將經過顆粒化處理的金剛石均勻撒在金剛石鉆頭或工具基體表面。上砂后經15分鐘后，去掉多余的金剛石，再經過7.5小時后重新進行下一次上砂，依次重復上述過程，直到金剛石鉆頭或工具到達設計的高度(厚度)為止。電鍍過程中保證鍍液溫度維持在30℃±1。
6、鍍后處理在電鍍過程中，陰極析出的氫氣，有一部分進入鍍層中，使鍍層的機械性能下降。因此需要對脈沖電鍍金剛石鉆頭(工具)進行鍍后處理，以除去鍍層中含有的少量氫氣。具體方法是將清洗干凈的脈沖電鍍鉆頭放入干燥箱中加熱，溫度為200-250℃，保溫時間2-3小時。
權利要求
1.一種脈沖電鍍法的用途及其工藝，其特征在于它可用于生產Ni-W合金金剛石鉆頭或工具。
2.一種脈沖電鍍法的用途及其工藝，其特征在于生產Ni-W合金金剛石鉆頭的工藝為金剛石選料、金剛石預處理、電鍍液配制、基體鍍前處理、電鍍過程和鍍后處理。
3.根據權利要求2所述的一種脈沖電鍍法的用途及其工藝，其特征在于所述的金剛石選料為JR4型50/60至70/80目，設計的金剛石體積濃度為20-26％。
4.根據權利要求2所述的一種脈沖電鍍法的用途及其工藝，其特征在于所述的金剛石預處理工藝為(1)稱取適量的金剛石置于預先配制好的5％的氫氧化鈉溶液中煮沸3-5分鐘，然后用蒸溜水沖洗干凈；(2)將經上述處理后的金剛石置于預先配制好的10％的鹽酸溶液中侵泡5分鐘左右，然后用蒸溜水沖洗干凈；(3)將經處理后的金剛石加入適量的蒸溜水，并加入少許十二烷基硫酸鈉煮沸溶解，靜置3-5分鐘后用蒸溜水沖洗；(4)在經上述處理后的金剛石中加入Ni-W鍍液適量，震動5-10分鐘，浸泡12小時以上。
5.根據權利要求2所述的一種脈沖電鍍法的用途及其工藝，其特征在于所述的電鍍液配方為鎢酸鈉50-80g/l，檸檬酸鈉50-180g/l，硫酸鎳10-70g/l，氯化銨10-40g/l，檸檬酸用量15-30g/l，電鍍液的PH值為4-9，鍍液溫度控制在30℃±1。
6.根據權利要求2、5所述的一種脈沖電鍍法的用途及其工藝，其特征在于所述的電鍍液的PH值用氨水調節。
7.根據權利要求2所述的一種脈沖電鍍法的用途及其工藝，其特征在于所述的基體鍍前處理為將粗糙面整平、除油除銹和表面活化。
8.根據權利要求7所述的一種脈沖電鍍法的用途及其工藝，其特征在于所述的除油除銹的配方和工藝為氫氧化鈉10-15g/l，碳酸鈉20-25g/l，磷酸鈉30-40g/l，平均直流電流密度為3-5A/dm2，處理時間為5-8分鐘。
9.根據權利要求7所述的一種脈沖電鍍法的用途及其工藝，其特征在于所述的表面活化采用的陽極活化配方和工藝為氫氧化鉀250-300g/l，溶液溫度控制在50-60℃范圍，處理時間3-7分鐘。
10.根據權利要求2所述的一種脈沖電鍍法的用途及其工藝，其特征在于所述的電鍍過程為將經過鍍前處理的金剛石鉆頭基體帶電入槽，采用的脈沖電參數為，脈沖頻率1000Hz，占空比25％，平均電流密度4.0A/dm2進行沖擊鍍，時間為10分鐘，然后采用脈沖電參數為，脈沖頻率1000Hz，占空比25％，平均電流密度1.0-2.5A/dm2進行空鍍30分鐘，空鍍之后，開始上砂，即將經過顆粒化處理的金剛石均勻撒在金剛石鉆頭基體表面，15分鐘后，去掉多余的金剛石，再經過7.5小時后重新進行下一次上砂，依次重復上述過程，直到金剛石鉆頭達到設計要求為止，電鍍過程中保證鍍液溫度維持在30℃±1。
11.根據權利要求2所述的一種脈沖電鍍法的用途及其工藝，其特征在于所述的鍍后處理為將清洗干凈的脈沖電鍍鉆頭放入干燥箱中加熱，溫度為200-250℃，保溫時間2-3小時。
全文摘要
本發明涉及一種脈沖電鍍法的用途及其工藝,用來生產Ni—W合金金剛石鉆頭或工具;具體工藝為:金剛石選料、金剛石預處理、電鍍液配制、基體鍍前處理、電鍍過程和鍍后處理;本發明生產的Ni—W合金金剛石或工具與直流電鍍法生產的相比,改變了鍍層結構,鍍層平滑、細致;改善了分散能力;降低鍍層空隙率,提高鍍層韌性;提高鍍層的硬度和耐磨性;降低鍍層雜質含量;可以獲得成份穩定的合金鍍層;提高鍍層與基體的結合強度。
文檔編號C25D5/00GK1300883SQ0012670
公開日2001年6月27日 申請日期2000年11月22日 優先權日2000年11月22日
發明者張紹和 申請人:張紹和