一种连续生产金刚石线的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种连续生产金刚石线的装置。该装置包括蠕动泵、钢丝线和电源、环形镍阳极，钢丝线分别与电源的负极和环形镍阳极相连，蠕动泵上设置有喷液装置，喷液装置中设置有电镀液，喷液装置的下方设置有直径300~600µm的喷嘴，喷嘴由一根橡皮导管和一个盛由电镀混合液的容器相连。本实用新型专利技术可以连续生产金刚石线。虽然仍是电镀法，但与埋砂法和落砂法有本质不同，不同之处在于电镀液或金刚石微粉的供给方式。本实用新型专利技术是将含有金刚石微粉的电解液，通过蠕动泵以液滴的形式提供给电解体系。

A Device for Continuous Production of Diamond Wire

The utility model provides a device for continuous production of diamond wires. The device consists of a peristaltic pump, a steel wire, a power supply and an annular nickel anode. The steel wire is respectively connected with the negative and annular nickel anodes of the power supply. A spray device is arranged on the peristaltic pump, an electroplating bath is arranged in the spray device, and a spray nozzle with a diameter of 300~600 m is arranged below the spray device. The spray nozzle is connected by a rubber tube and a container containing an electroplating mixture. The utility model can continuously produce diamond wire. Although it is still electroplating method, it is essentially different from buried sand method and drop sand method. The difference lies in the supply mode of electroplating bath or diamond powder. The utility model provides the electrolyte containing diamond powder to the electrolytic system in the form of droplets through a peristaltic pump.

【技术实现步骤摘要】
一种连续生产金刚石线的装置
本技术涉及一种利用电镀方法，制备用于切割蓝宝石晶体棒的金刚石线的连续生产方法和装置，属于金刚石线制造领域。
技术介绍
蓝宝石单晶是一种由铝元素和氧元素组成的氧化物。它的硬度很大，光学透光率优异。它已被应用于个人消费电子产品，如手机，Ipad等电子设备的屏幕，同时它是微电子和光电子产业极为重要的基底材料，可以用作为LED灯的基底材料。随着个人消费电子产品需求的增长和节约能源的需要，蓝宝石晶体片的需求越来越大。蓝宝石晶体片是由晶体棒被金刚石线锯切割而得，金刚石线的需求也呈现上升的趋势。目前，金刚石线的生产一般由两种方法:第一种方法是埋沙法，是指将钢丝线埋入砂槽内部，用金刚石磨料埋住钢丝，砂堆又完全泡在电镀液中，通电后，在电沉积的作用下，和钢丝体接触的金刚石磨料粘在基体表面上，从而完成金刚石线的生产。这种方法的弊端是钢丝线上下两面的压力不同，表面砂的摩擦力也不同，必然使得线的上下面金刚石的颗粒数有很大区别，使得钢丝线在切割中容易出现跑偏的现象。另外，由于钢丝线在砂堆中穿行，容易将新固定的金刚石颗粒被阻挡下来，造成不钢丝线表面金刚石颗粒不均一。另一种方法是落砂法，是指利用金刚石微粉直接加入电解液，并悬浮在电镀液体中，在微粉自身的重力下落到钢丝体上，再进行电镀固定金刚石微粉。这种方法也会导致钢丝线上部和下部的金刚石数目不均衡，不利于切片的过程。因此，需要一种设备简单，连续生产镀层均一的金刚石线的方法和设备。
技术实现思路
本技术是针对上述的金刚石线生产方法的不足，提出一种可以连续生产金刚石线的连续生产金刚石线的装置。本技术的目的是怎样实现的：该装置包括蠕动泵1、钢丝线2和电源4、环形镍阳极5，钢丝线2分别与电源4的负极和环形镍阳极5相连，蠕动泵上设置有喷液装置，喷液装置中设置有电镀液，喷液装置的下方设置有直径300~600µm的喷嘴，喷嘴由一根橡皮导管和一个盛由电镀混合液的容器相连。开启电源通过电流。电流经过环形镍阳极5，均匀地到达阴极钢丝线。同时，阳极镍溶解，形成镍离子进入电解液。电解液中的镍离子在钢丝线阴极表面还原，形成电镀镍层，同时液滴中的金刚石微粉被固定在钢丝线上，这是预电镀的过程。表面固定了金刚石微粉的钢丝线，再一次进入电镀槽进行电镀，这个电镀槽的电镀液内没有金刚石微粉，仅能电镀镍层。钢丝线上固定的金刚石微粉周围的镍层逐渐加厚，金刚石颗粒被进一步深埋入镍镀层6固定。这个过程不断反复，即含有金刚石和镍离子的电解液3不断滴下，预电镀过程不断进行，镍层增厚过程也不断进行，金刚石线也被连续生产出来,经过去离子水洗净后干燥，进入退火炉退火，消除镀层内的应力。本技术的有一些特征如下:1)为了保证钢丝线上电镀的均一性，钢丝线的行进速率较低，一般在50cm~200cm/h,行进速度均一。2)预电镀的电解液，被加热到40~50oC,同时有超声搅拌，保证金刚石微粉分布均一且不团聚。3)退火的温度约为500~600oC,时间约为5h。4)阳极镍有溶解过程，应该及时更换，保持环形阳极的内圆直径比钢丝直径大0.5~1mm。本技术的有益之处:本技术可以连续生产金刚石线。虽然仍是电镀法，但与埋砂法和落砂法有本质不同，不同之处在于电镀液或金刚石微粉的供给方式。本技术是将含有金刚石微粉的电解液，通过蠕动泵以液滴的形式提供给电解体系。这种操作的好处如下:第一，避免了埋砂法的上下压力不均衡的现象。一个液滴周围的压力差，可以近似忽略不计。第二，避免了落砂法的金刚石微粉浓度的不均一。这是因为落砂法中，金刚石微粉处于溶液中的悬浮状态，扩散到钢丝线周围的时间不均一，可能造成钢丝线上金刚石微粉的浓度不均一。一个液滴内，金刚石微粉的扩散差异，可以忽略不计。第三，液体表面有张力，液滴有表面收缩的趋势。这个收缩的趋势可以使得金刚石微粉被限制在钢丝线周围，有利于电镀过程。第四，电流采用恒流方式供给，从环形的阳极，可以均匀地到达钢丝线阴极，镍离子接受电子还原成镍原子的过程速率均一，可以保证电镀层的均一。第五，电解液是以液滴的形式供给，且正负极间距很短，液滴滴下后，电解液中的金刚石微粉，大都固定在钢丝线表面。电解液的废液总量比其它两种方法相比大幅度减少，有利于环境的保护。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为环形镍阳极、电镀镍和金刚石混合镍镀层的截面图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步的说明：实施例1结合图1-2，本实施例装置包括蠕动泵1、钢丝线2和电源4、环形镍阳极5，钢丝线2分别与电源4的负极和环形镍阳极5相连。蠕动泵上设置有喷液装置，喷液装置中设置有电镀液，喷液装置的下方设置有直径300~600µm的喷嘴，喷嘴由一根橡皮导管和一个盛由电镀混合液的容器相连。开启电源通过电流。电流经过环形镍阳极5，均匀地到达阴极钢丝线。同时，阳极镍溶解，形成镍离子进入电解液。电解液中的镍离子在钢丝线阴极表面还原，形成电镀镍层，同时液滴中的金刚石微粉被固定在钢丝线上，这是预电镀的过程。表面固定了金刚石微粉的钢丝线，再一次进入电镀槽进行电镀，这个电镀槽的电镀液内没有金刚石微粉，仅能电镀镍层。钢丝线上固定的金刚石微粉周围的镍层逐渐加厚，金刚石颗粒被进一步深埋入镍镀层6固定。这个过程不断反复，即含有金刚石和镍离子的电解液3不断滴下，预电镀过程不断进行，镍层增厚过程也不断进行，金刚石线也被连续生产出来,经过去离子水洗净后干燥，进入退火炉退火，消除镀层内的应力。将要固定金刚石和镍层的钢丝线进行酸洗，主要去除钢丝线的氧化层。然后再以此用丙酮、乙醇和去离子水清洗，去除钢丝线表面的有机物层，让钢丝线露出新鲜的表面以备电镀。用天平分别称取15g金刚石微粉、150gNiSO4、50gNiCl2、50g硼酸，加入1kg去离子水，制备预电镀液。将环形的镍阳极穿入钢丝线并固定。将预镀液加热至45oC,并加超声振动。开动蠕动泵吸取加热的预镀液，待液滴的滴下速率稳定后，将喷头放置于环形电极上方，混合液滴滴入环形电极内，滴速稳定后，开启恒流电源进行电镀工艺操作，电流保持在0.1A。金刚石固定在镍层上的同时，钢丝线以50cm/h的速率移动。然后，金刚石线再进行电镀镍操作，所用电镀液的镍离子浓度与预镀液相同，电镀阳极利用环状镍电极，电镀电流加倍，电镀时间为10分钟，加厚金刚石周围的镍层，包裹固定金刚石。用去离子水清洗残存在镀层或金刚石上的镍离子、硼酸分子和氯离子，并干燥一小时后，金刚石线被放入电炉中，500oC下加热5h，退火消除镀层间的应力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续生产金刚石线的装置，其特征在于该装置包括蠕动泵、钢丝线和电源、环形镍阳极，钢丝线分别与电源的负极和环形镍阳极相连，蠕动泵上设置有喷液装置，喷液装置中设置有电镀液，喷液装置的下方设置有直径300 ~ 600 µm的喷嘴，喷嘴由一根橡皮导管和一个盛有电镀混合液的容器相连。

【技术特征摘要】
1.一种连续生产金刚石线的装置，其特征在于该装置包括蠕动泵、钢丝线和电源、环形镍阳极，钢丝线分别与电源的负极和环形镍阳极相连，蠕动泵上设...

【专利技术属性】
技术研发人员：左洪波，杨鑫宏，李岩，李铁，
申请(专利权)人：哈尔滨秋冠光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23