一種生產鍍鎳刺磨粒的電鍍液及電鍍方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電鍍液，具體涉及一種生產鍍鎳刺磨粒的電鍍液及電鍍方法。
【背景技術】
[0002]金剛石具有高硬度、高強度，高耐磨性以及線膨脹系數小等一系列優異的物理化學特性，在磨削加工領域得到日益廣泛的應用。但是在常溫常壓下，金剛石為亞穩定態，其耐熱性不高，且存在一些表面缺陷，在加工過程中常會發生氧化失重或石墨化等反應從而降低加工效率。另外，由于磨具中金剛石磨粒與結合劑之間一般是機械地鑲嵌，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大，如何提高金剛石的強度、如何延長制品的使用壽命引起了人們的極大關注，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:提高了金剛石的強度、金剛石與基體的界面結合能力、隔氧保護、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，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度和與樹脂類結合劑的粘結性，表面粗糙的鍍層與結合劑的結合力更高，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，該文獻中還提到，化學鍍前，金剛石粒子要進行敏化、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用研宄(徐湘濤，鍍鎳金剛石的制造及應用研宄，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:在用于樹脂結合劑磨具時，普通鍍鎳金剛石磨粒與樹脂結合劑之間的粘結力較低，磨粒易從樹脂結合劑中脫落，導致磨具使用壽命低，且容易在工件表面產生劃痕，影響工件質量的問題。
[0008]鍍鎳刺金剛石磨粒是表面所鍍覆的鎳金屬呈現針刺狀形態，即金剛石磨粒表面金屬鎳的呈現冰凌狀、海螺狀、乳房狀、叢生狀等長短不齊、形狀各異的形態，表面粗糙程度遠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，均應用在樹脂結合劑磨具中，所不同的是:鍍鎳刺金剛石磨粒在樹脂結合劑中的把持力遠遠大于普通鍍鎳金剛石，磨削加工的效果、使用壽命也明顯優于后者，有效的提高了磨具的使用壽命和被磨工件的質量。
[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，但并未對滾鍍的工藝條件和鍍液的配方進行披露。
[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道。

【發明內容】

[0011]本發明的目的是針對普通鍍鎳金剛石磨粒的缺點，提供一種生產鍍鎳刺磨粒的電鍍液及電鍍方法。
[0012]本發明的第一目的是提供一種生產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]進一步優選，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預鍍液，每升預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鍍液中攪拌均勻，溫度控制在50-90°C，持續鍍鎳時間20-60min，形成預鍍鎳磨粒；
[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獲得的預鍍鎳磨粒放入電鍍瓶，將所述電鍍瓶裝在滾動電鍍儀上，加入步驟5中配制好的電鍍液；電鍍儀陽極為99.99%的鎳板，陰極為銅導線；步驟7、控制鍍鎳階段初始電流為0.5-2A ;經過2-30h后，將電流調大到2A-3A ;10_72h后，將電流調大到3-4A ;鍍瓶轉速控制在5-16r/min，并根據電流密度變化適當調整；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；鍍鎳持續生長20_120h ；
[0024]步驟8、電鍍結束后對鍍鎳刺磨粒進行收集、清洗、烘干、檢測。
[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試，D50彡10 μ m，優選為15-50 μ m ；D50為粒度中值；
[0028]步驟6中對電鍍瓶還進行了以下設定:所述鍍瓶上固定有磁鐵，磁鐵數多2塊，在電鍍鎳刺過程中產生均勻的磁場效應。
[0029]本發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預鍍液，每升預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鍍液中攪拌均勻，溫度控制在50-90°C，持續鍍鎳時間20-60min，形成預鍍鎳磨粒；
[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獲得的預鍍鎳磨粒放入電鍍瓶，將所述電鍍瓶裝在滾動電鍍儀上，加入