微粉金刚石磨具制备中实现磨粒均布的实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种微粉金刚石磨具制备中实现磨粒均布的实验装置，包括镀槽和底座，所述镀槽装接于所述底座的顶部，且所述底座具有安装空腔；所述渡槽内装盛有镀液，所述镀槽内设有基体和阳极镍板，所述基体和阳极镍板具有一定间隔地设置于所述镀液内，并分别通过导电性组件引出所述渡槽；所述镀槽的底部设有从动搅拌子，所述底座的安装空腔内设有主动转动子和带动该主动转动子转动的控制组件，所述主动转动子和所述从动搅拌子同轴设置，并通过互相吸引的磁铁连动。本实用新型专利技术不仅可调节搅拌的速度、位置，阴阳极板的间距，而且还能实现间歇性的搅拌，为制备不同粒度，不同分散程度且性能良好的微粉磨粒均匀分布金刚石工具提供了可能。

Experimental device for uniform distribution of abrasive particles in preparation of micro-powder diamond abrasive tools

The utility model discloses an experimental device for realizing uniform distribution of abrasives in the preparation of micro-powder diamond abrasives, which comprises a plating bath and a base, the plating bath is mounted on the top of the base, and the base has an installation cavity; the aqueduct is filled with plating solution, and the plating bath is equipped with a base and an anodic nickel plate, and the base and an anodic nickel plate are arranged at a certain interval in the plating bath. Inside, the aqueduct is drawn out by conductive components, and the bottom of the plating tank is provided with a driven agitator. The installation cavity of the base is provided with an active rotator and a control component driving the active rotator to rotate. The active rotator and the driven agitator are coaxially arranged, and are connected by mutual attracting magnets. The utility model can not only adjust the speed and position of stirring, the spacing between cathode and anode plates, but also realize intermittent stirring, which makes it possible to prepare diamond tools with different particle size, different dispersion degree and good performance.

【技术实现步骤摘要】
微粉金刚石磨具制备中实现磨粒均布的实验装置
本技术涉及一种电沉积装置，特别是涉及一种微粉金刚石磨具制备中实现磨粒均布的实验装置。
技术介绍
工业用人造微粉金刚石的平均粒径均小于50μm，利用此类金刚石制备的磨具，具有良好的磨削性能，可实现对光学零件、半导体材料、工程陶瓷等硬脆材料的精密超精密加工。如微粉金刚石铣磨头可用来对硬脆性材料进行磨面、磨边、倒角以及开槽；微粉金刚石超薄锯片可用来进行硬脆性材料的下料、切断等操作。目前主要有金属基、树脂基以及陶瓷基三种结合剂的金刚石磨具。由于金属具有良好的强度、硬度和韧性的匹配以及耐温导热性能，利用金属结合剂制成的金刚石磨具相应地成为应用最为广泛的超硬材料工具。现阶段金属结合剂微粉金刚石磨具的制备技术可分为三大类：电镀、烧结和钎焊。其中，烧结和钎焊工艺均在专业设备提供的高温环境下进行，微粉金刚石易发生热损伤，磨粒强度降低；且采用直接混料或撒料的方式排布金刚石，其微粉金刚石在熔融钎料中易团聚，使磨粒分布均匀性差，因而只能制备小磨粒浓度的磨具，其性能及寿命远不能满足材料加工制造的需要。而电镀工艺则是在预先加工并处理好的基体型面上，电沉积一层或者多层金刚石单晶颗粒与结合剂(金属或合金)的复合镀层，整个实验在50℃左右的溶液环境下进行，一定浓度的金刚石磨料弥散地被机械包镶在镀层中。因此利用此工艺来制备微粉金刚石工具可有效规避上述问题。进一步地，如何保证微粉磨粒在镀液及镀层能够有效分散与均布，一直是电镀金刚石工具工艺探索中的重点与难点。实验发现：电镀微粉金刚石磨具仍存在由于制备工艺不稳定致使磨粒分散性差等问题，最终会使加工过程中的磨削力不均衡而产生振动，引起所加工材料的损伤；同时也会使工具与工件摩擦磨损严重，导致磨粒大量脱落，且在磨削表面产生大量的热量，最终影响磨削表面的质量与精度。这些问题严重制约着微粉金刚石的应用与推广，因此探究怎样控制好电沉积工艺参数，使金刚石工具磨粒分布更加均匀，从而提升微粉磨具性能显得尤为重要。而在电沉积工艺中，搅拌速度、位置以及间歇性搅拌，极板之间的距离对沉积结果影响很大。如果搅拌速度太慢，微粒不能充分悬浮，微粒在镀液中的有效浓度会降低，无法达到配方浓度值；而搅拌速度太快，微粒在基体表面难于停留，而且还会使已吸附的微粒重新落入镀液之中，不利于基质金属与微粒的共沉积。另外搅拌桨位于镀槽底部，阴极基体位于镀槽中部，并且采用间歇搅拌的形式进行搅拌，镀上的金刚石分布较佳。尚缺少一种可较为灵活改变搅拌速度且同时满足以上工艺要求的实验装置。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术之不足，提供了一种微粉金刚石磨具制备中实现磨粒均布的实验装置，它不仅可调节搅拌的速度、位置，阴阳极板的间距，而且还能实现间歇性的搅拌。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种微粉金刚石磨具制备中实现磨粒均布的实验装置，包括镀槽和底座，所述镀槽装接于所述底座的顶部，且所述底座具有安装空腔；所述渡槽内装盛有镀液，所述镀槽内设有基体和阳极镍板，所述基体和阳极镍板具有一定间隔地浸泡于所述镀液内，并分别通过导电性组件引出至所述渡槽外；所述镀槽的底部设有从动搅拌子，所述底座的安装空腔内设有主动转动子和控制该主动转动子转动的控制组件，所述主动转动子和所述从动搅拌子同轴设置且联动设置，使得所述主动转动子带动所述从动搅拌子在镀槽内转动。在一较佳实施例中：所述主动转动子和所述从动搅拌子通过互相吸引的磁铁形成联动连接。在一较佳实施例中：所述控制组件包括驱动电机、调速器和调速旋钮；所述驱动电机通过所述调速器与所述主动转动子联动；所述调速旋钮安装于所述调速器，并调节该调速器的传动比例，使转速Vr为250～550rpm。在一较佳实施例中：所述调速器为数显PMW调速器，该调速器为闭环控制，不受输入电压UI波动和负载PL变化的影响，即使在所述镀液呈紊流的状态下，仍能实现智能稳速和过载保护。在一较佳实施例中：所述控制组件还包括定时模块，该定时模块接入所述驱动电机的电路中，并使该驱动电机周期性导通，导通时间tN与断开时间tF设置适宜的大小及比例须通过具体实验探究。在一较佳实施例中：所述主动转动子和从动搅拌子分别具有两个可转动的叶片结构，该主动转动子的叶片结构与所述从动搅拌子的叶片结构一一对应，且在每一个所述叶片结构的端部设有永磁体；所述主动转动子的永磁体和从动搅拌子的永磁体磁极相反，通过永磁体间的吸引，使得主动转动子带动所述从动搅拌子实现同步转动。在一较佳实施例中：所述从动搅拌子的永磁体和所述主动转动子的永磁体为端面相对，并且所述永磁体为经绝缘处理的圆柱状永磁体。在一较佳实施例中：所述导电性组件为沿着竖直方向延伸的线形槽，所述阳极镍板、基体分别与一个线形槽滑动连接，通过线形槽改变所述阳极镍板、基体在竖直方向上的位置，使得所述阳极镍板与所述基体，所述基体与所述从动搅拌子之间的间距D1和D2相等。在一较佳实施例中：所述搅拌桨与所述镀槽底部的间距D3设置为1～3mm，较小的距离可避免在搅拌过程中，金刚石颗粒聚集在槽底。相较于现有技术，本技术的技术方案具备以下有益效果：1、通过主动转动子带动所述从动搅拌子在所述渡槽内转动，另外搅拌桨位于镀槽底部，阴极基体位于镀槽中部，并且阴阳两极板间距可调，避免了阴极基体置于槽底，搅拌桨在阴极板上方时制备的镀层金刚石分布过于密集，而使得所制备金刚石磨具在加工过程中易堵塞。2、起搅拌作用的关键组件，从动搅拌子和主动转动子两者无直接接触，保证了渡槽的密封性，且从动搅拌子的转速可通过控制组件进行调节，能根据金刚石颗粒的大小、浓度以及上砂密度选用相适应的转速，使镀上金刚石分布更加均匀。3、所述控制组件设有定时模块，使所述主动转动子实现周期性转动，并带动所述从动搅拌子周期性转动。这种间歇性的搅拌形式，可使微细的金刚石颗粒充分悬浮，当停止搅拌镀液，金刚石又由于重力作用落至阴极基体上，进一步地被基质金属固定。有助于使微粒更容易沉积于基体的表面，改善上砂质量。附图说明图1是本技术优选实施例的正视图；图2是本技术优选实施例的俯视图；图3是本技术优选实施例中从动搅拌子的局部放大图。图4是是本技术优选实施例中镀槽内部安装示意图；图5为本技术优选实施例1-9中超景深显微镜下观察磨粒的分布情况图。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术作进一步详细说明；但本技术的一种微粉金刚石磨具制备中实现磨粒均布的实验装置不局限于实施例。参见图1至图3所示，本技术的一种微粉金刚石磨具制备中实现磨粒均布的实验装置，包括镀槽和底座2，所述镀槽装接于所述底座2的顶部，且所述底座2具有安装空腔；所述渡槽1内装盛有镀液，所述镀槽内设有基体12和阳极镍板11，所述基体12和阳极镍板11具有一定间隔地浸泡于所述镀液内，并分别通过导电性组件14引出至所述渡槽1外；所述镀槽的底部设有从动搅拌子13，所述底座2的安装空腔内设有主动转动子31和带动该主动转动子31转动的控制组件3，所述主动转动子31和所述从动搅拌子13同轴设置，并通过永磁体形成联动连接。所述控制组件3包括驱动电机、调速器32和调速旋钮34；所述驱动电机通过所述调速器32与所述主动转动子31联动；所述调速旋钮34安装于所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微粉金刚石磨具制备中实现磨粒均布的实验装置，其特征在于：包括镀槽和底座，所述镀槽装接于所述底座的顶部，且所述底座具有安装空腔；所述渡槽内装盛有镀液，所述镀槽内设有基体和阳极镍板，所述基体和阳极镍板具有一定间隔地浸泡于所述镀液内，并分别通过导电性组件引出至所述镀槽外；所述镀槽的底部设有从动搅拌子，所述底座的安装空腔内设有主动转动子和控制该主动转动子转动的控制组件，所述主动转动子和所述从动搅拌子同轴设置且联动设置，使得所述主动转动子带动所述从动搅拌子在镀槽内转动。

【技术特征摘要】
1.一种微粉金刚石磨具制备中实现磨粒均布的实验装置，其特征在于：包括镀槽和底座，所述镀槽装接于所述底座的顶部，且所述底座具有安装空腔；所述渡槽内装盛有镀液，所述镀槽内设有基体和阳极镍板，所述基体和阳极镍板具有一定间隔地浸泡于所述镀液内，并分别通过导电性组件引出至所述镀槽外；所述镀槽的底部设有从动搅拌子，所述底座的安装空腔内设有主动转动子和控制该主动转动子转动的控制组件，所述主动转动子和所述从动搅拌子同轴设置且联动设置，使得所述主动转动子带动所述从动搅拌子在镀槽内转动。2.根据权利要求1所述的一种微粉金刚石磨具制备中实现磨粒均布的实验装置，其特征在于：所述主动转动子和所述从动搅拌子通过互相吸引的磁铁形成联动连接。3.根据权利要求1所述的一种微粉金刚石磨具制备中实现磨粒均布的实验装置，其特征在于：所述控制组件包括驱动电机、调速器和调速旋钮；所述驱动电机通过所述调速器与所述主动转动子联动；所述调速旋钮安装于所述调速器，并调节该调速器的传动比例。4.根据权利要求3所述的一种微粉金刚石磨具制备中实现磨粒均布的实验装置，其特征在于：所述调速器为数显PMW调速器，在镀液紊流状态下，仍能实现智能稳速和过载保...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈剑云，李龙江，陈宏堃，陈剑彬，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：新型
国别省市：福建,35