一种复合镀层金刚石线锯的制备方法技术

本发明专利技术公开一种复合镀层金刚石线锯的制备方法，该金刚石线锯是用钢丝绳进行除锈、去油和活化处理，作为镀覆的基体；采用镀镍/氧化铝或镀镍/氧化镍的金刚石作为磨料，对预处理过的金刚石，通过化学镀法在其表面制备低磷镍镀层，通过化学沉淀法(并进行热处理)在镍表面制备氧化铝或氧化镍层，再在电镀镍槽中，通过上砂与加厚工艺制备复合镀层金刚石线锯。本发明专利技术提供的制备方法有效、成品率高、制丝速度快，生产效率高，且复合镀层金刚石线锯具有是良好的开刃性能，切割性能好，寿命长，金刚石线锯利用率高，切割范围广，可加工平面和曲面等优点，可以广泛的应用于军事、民用等精密加工领域。 1

【技术实现步骤摘要】
一种复合镀层金刚石线锯的制备方法
本专利技术涉及一种金刚石线锯，尤其是一种复合镀层金刚石线锯的制备方法。
技术介绍
硬脆材料，尤其是陶瓷材料及半导体材料(如硅晶体、光学玻璃、蓝宝石、工程陶瓷和石英晶体等)，因其硬度高、耐磨性好、耐高温、抗腐蚀等优良性能或具有特殊的光电特性在电子、光学、航空航天等诸多领域应用日益广泛。切片处于整个制造过程的前段，对产品加工质量和制造成本影响重大。金刚石线锯是指利用电镀工艺或树脂结合的方法，在金属丝上镀(涂)覆一层粘结剂，将金刚石磨料固结在金属丝上的一种加工工具，是硬脆材料切割的最有效工具。为了利于电镀工艺过程中的磨粒上砂，通常采用化学镀镍的金刚石颗粒作为磨粒，该种方法的线锯制造技术存在的主要问题如下：(1)上砂过程中，容易产生磨粒的团聚；(2)加厚镀覆过程中，金属镍不仅沉积在金刚石与锯丝的结合部，也会沉积到金刚石顶部。问题(1)造成磨粒结合强度下降，线径增大；问题(2)造成锯丝锋利度差，加工效率下降。
技术实现思路
为解决现有的金刚石线锯在上砂过程中金刚石微粒容易出现团聚现象，以及金刚石线锯锋利度欠佳、金刚石把持力不够的问题，本专利技术提供一种复合镀层金刚石线锯的制备方法，采用复合镀层的金刚石磨粒作为线锯磨粒进行电镀，利用表层氧化铝层的亲水特性解决金刚石线锯在上砂过程的团聚现象，镀层的电绝缘特性可避免金属镍在磨粒顶部的沉积，改善锯丝的锋利度。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种复合镀层金刚石线锯的制备方法，包括如下步骤：步骤一，复合金刚石镀层磨粒的制备将预先进行活化处理的一定量的金刚石投入预先配制好的镀液中，用恒温磁力搅拌器，进行恒温水浴后，获得镀镍金刚石；并在硝酸铝或硝酸镍溶液中表面沉积氢氧化铝或氢氧化镍，高温下保温1小时，将表层的氢氧化铝或氢氧化镍转化为氧化铝或氧化镍，用于金属锯丝的加厚镀覆；步骤二，金属锯丝基体的前处理用稀盐酸对金属锯丝基体表面进行除锈，然后用碱性除油液，对金属锯丝基体实现除油处理，最后将金属锯丝基体放入稀盐酸超声，实现表面活化；步骤三，金属锯丝的上砂采用瓦特型镀镍溶液，再向溶液中添加步骤一中所得的镀镍金刚石，使镀镍金刚石分散在溶液中，用电流对金属锯丝基体表面电镀镍固定镀镍金刚石；步骤四，金属锯丝的加厚镀覆将步骤一获得的复合金刚石镀层磨粒均匀分散在镀液中，再以相同的条件电镀，使得上砂完成的金属锯丝上镀覆一层金属镍，磨粒的包覆深度达到磨粒直径的40-50％时，停止镀覆，高温下进行除氢处理，即获得合格产品。本专利技术采用上述制备方法，采用金刚石/镍/氧化铝或者金刚石/镍/氧化镍作为原料，先进行化学镀镍然后使用化学沉积法在镍表面沉积氧化，与现有技术相比，具有以下优点：1.本专利技术的复合镀层金刚石线锯可以根据具体使用要求，根据被加工件的尺寸，选择线径不同大小的钢丝绳作为基体，同时选择合适的金刚石的粒径，进行金刚石/镍/氧化铝或者金刚石/镍/氧化镍复合镀，得到复合镀层的金刚石，由于氧化层的亲水性佳，有效地防止了团聚现象，使得金刚石的镀层更加均匀，开刃效果更加好，同时避免了金属镍在磨粒顶部的沉积，改善锯丝的锋利度，提高了金刚石线锯的切割效果。2.本专利技术的复合镀层金刚石线锯的复合镀镍/氧化铝或者镍/氧化镍的厚度为金刚石磨粒的包埋深度40-50％，低于传统70％的磨粒包埋深度，使得金刚石磨粒露出基体的表面足够多，改善了容屑空间和加工效率，同时有效地提高了金刚石线锯的使用寿命和切割效果。进一步地，步骤一中复合金刚石镀层磨粒为金刚石/镍/氧化铝结构的磨粒或金刚石/镍/氧化镍结构的磨粒，磨粒具有一定的磁性，表面粗糙，有利于提高镍层与锯丝的结合强度，但不导电。进一步地，步骤一中预先进行活化处理的金刚石为粒径在3-20微米的金刚石。进一步地，步骤一中预先进行活化处理的金刚石为粒径在3-5微米，5-7微米或7-10微米的微细金刚石，从而提高产品的成材率和表面质量。进一步地，步骤二中金属锯丝基体采用线径在50-100微米的钢丝绳，用于平面切片或者曲面加工。有益效果：本专利技术提供的制备方法有效、成品率高、制丝速度快，生产效率高，且复合镀层金刚石线锯具有是良好的开刃性能，切割性能好，寿命长，金刚石线锯利用率高，切割范围广，可加工平面和曲面等优点，可以广泛的应用于军事、民用等精密加工领域。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进一步说明。实施例一：一种复合镀层金刚石线锯，它由以下方法制备而成：步骤一，复合金刚石镀层磨粒的制备先用25g/L的六水硫酸镍、21g/L的次磷酸钠、0.5mol/L的乳酸、0.01mol/L的氯化钯制备成镀液，并用氨水调节PH值，将一定量W7金刚石(预处理后)，加入到预先配制好的镀液中。用恒温磁力搅拌器，进行60℃恒温水浴，用氨水控制PH值，获得镀镍金刚石。并在pH值为5的0.10M摩尔浓度的硝酸铝溶液中表面沉积氢氧化铝，300℃下保温1小时，将表层的氢氧化铝转化为氧化铝，用于金属锯丝的加厚镀覆。步骤二，金属锯丝的前处理用稀盐酸对70微米的琴钢丝表面进行除锈，然后用碱性除油液，对琴钢丝现实除油处理，最后将琴钢丝放入稀盐酸超声，实现表面活化。步骤三，金属锯丝的上砂采用瓦特型镀镍溶液，再向溶液中添加步骤一中所得的镀镍金刚石，使镀镍金刚石分散在溶液中，用23kA/m2的电流对钢丝绳表面电镀镍固定镀镍金刚石。第四步：金属锯丝的加厚镀覆将步骤一获得的复合金刚石镀层磨粒均匀分散在镀液中，再以相同的条件电镀，使得上砂完成金属锯丝上镀覆一层金属镍，磨粒的包覆深度达到磨粒直径的40％左右时，停止镀覆，200℃下，进行除氢处理，即获得合格产品。该方法制备的复合镀层金刚石线锯，金刚石磨粒固结强度较好，在进行刮擦检测时，当刮擦达40次后，才出现磨粒脱落现象。采用制备的复合金刚石线锯在往复式金刚石线锯机上对多晶硅棒进行切割加工时，线锯切割性能较好，切缝整齐。实施例二：一种复合镀层金刚石线锯，它由以下方法制备而成：步骤一，复合金刚石镀层磨粒的制备将预先进行活化处理的一定量的W10金刚石，投入至25g/L的六水硫酸镍、21g/L的次磷酸钠、0.5mol/L的乳酸的镀液中，镀液采用氨水调节pH值。用恒温磁力搅拌器，进行60℃恒温水浴，获得镀镍金刚石。并在pH值为5.5的0.15M摩尔浓度的硝酸铝溶液中表面沉积氢氧化铝，300℃下保温1小时，将表层的氢氧化铝转化为氧化铝，用于金属锯丝的加厚镀覆。步骤二，金属锯丝的前处理用稀盐酸对100微米的琴钢丝表面进行除锈，然后用碱性除油液，对琴钢丝现实除油处理，最后将琴钢丝放入稀盐酸超声，实现表面活化。步骤三，金属锯丝的上砂采用瓦特型镀镍溶液，再向溶液中添加步骤一中所得的镀镍金刚石，使镀镍金刚石分散在溶液中，用17kA/m2的电流对钢丝绳表面电镀镍固定镀镍金刚石。步骤四，金属锯丝的加厚镀覆将步骤一获得的复合金刚石镀层磨粒均匀分散在镀液中，再以相同的条件电镀，使得上砂完成金属锯丝上镀覆一层金属镍，磨粒的包覆深度达到磨粒直径的45％左右时，停止镀覆，200℃下，进行除氢处理，即获得合格产品。该方法制备的复合镀层金刚石线锯，金刚石磨粒固结强度较好，在进行刮擦检测时，当刮擦达50次后，才出现磨粒脱落现象。采用制备的复合金刚石线锯在往复式金刚石线锯机上对蓝宝石晶棒进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合镀层金刚石线锯的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

【技术特征摘要】
1.一种复合镀层金刚石线锯的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一，复合金刚石镀层磨粒的制备将预先进行活化处理的一定量的金刚石投入预先配制好的镀液中，用恒温磁力搅拌器，进行恒温水浴后，获得镀镍金刚石；并在硝酸铝或硝酸镍溶液中表面沉积氢氧化铝或氢氧化镍，高温下保温1小时，将表层的氢氧化铝或氢氧化镍转化为氧化铝或氧化镍，用于金属锯丝的加厚镀覆；步骤二，金属锯丝基体的前处理用稀盐酸对金属锯丝基体表面进行除锈，然后用碱性除油液，对金属锯丝基体实现除油处理，最后将金属锯丝基体放入稀盐酸超声，实现表面活化；步骤三，金属锯丝的上砂采用瓦特型镀镍溶液，再向溶液中添加步骤一中所得的镀镍金刚石，使镀镍金刚石分散在溶液中，用电流对金属锯丝基体表面电镀镍固定镀镍金刚石；步骤四，金属锯丝的加厚镀覆将步骤一获得的复合金刚石镀层磨粒均匀分散在镀液...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱永伟，金振弘，牛凤丽，汪忠喜，陈佳鹏，李军，左敦稳，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，南京航空航天大学无锡研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32