【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超硬磨料表面加工工艺，具体涉及一种超硬磨料电化学镀脆性镍的方法。
技术介绍
1、超硬磨料表面金属化工艺以其优异的性能被广泛应用在锯切、钻磨等领域。传统的超硬材料表面金属化方法包括蒸镀、电镀、化学镀；另外，近些年来，磁控溅射镀也作为一种新型的镀覆技术应用于超硬材料表面金属化。
2、在传统的超硬材料表面金属化工艺中，镀镍是常见的镀覆手段，其中传统电镀镍工艺一般为，首先在超硬材料表面蒸镀一层金属钛使超硬材料导电，然后经过一系列敏化、活化工序采用化学沉积方法在超硬材料表面沉积一层镍磷合金，再放置到滚镀设备上进行滚镀，达到一定的增重，再经过淘洗、烘干、筛分等工序按标准产出合格产品。传统的超硬材料电镀镍工艺属于低温电镀领域，对环境破坏相对较少且使用材料均能循环使用或者易于回收；同时，电镀层致密，可以最大程度保证工具在加工过程中对超硬材料的损伤，但是由于其较高的致密性导致所制造的工具开刃慢、黏刀、锋利性较差。
3、传统化学镀镍工艺一般为，将超硬材料前期处理，放置反应釜中，按照一定工艺进行添加各种化学药品，控制ph在一定范围内，经过一些列的化学反应得到半成品，其中镀层的主要成分为镍磷合金，再经过淘洗、烘干筛分等工序按标准产出合格品。传统化学镀镍镀层兼顾脆性和韧性于一身具有良好的性能；但其致密性较差，在工具加工过程中对超硬材料的保护相较于电镀较差，同时，化学镀镍反应过程还需要精确控制，如果稍有不慎易出现不合格品，另外，化学镀镍中使用的化学药品均为一次性使用，特别含磷废水对环境造成很大危害，不符合现在的环保理念
4、因此，需要寻找新的镀覆工艺用于超硬材料，以期在保证其致密性的同时还能对镀覆层的脆性、韧性、强度等性能有所改善。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有的镀镍工艺中存在的不足，提供一种绿色环保的超硬磨料电化学镀脆性镍的方法，使制备的镀镍层在保证良好致密性的同时还能对镀覆层的脆性、韧性、强度等性能有所改善。
2、本专利技术还提供了采用所述方法制备得到的镀镍超硬材料。
3、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
4、一种超硬磨料电化学镀脆性镍的方法，包括如下步骤：
5、（1）配制发泡剂溶液：将碳酸钠溶于水中，制成发泡剂溶液（具体为，将碳酸钠置于去离子水中，于20~25℃水浴条件下搅拌溶解，即为发泡剂溶液）；
6、（2）真空预镀铬：在电化学镀镍前，先在超硬磨料表面镀覆导电金属铬层；
7、（3）电化学镀镍：预镀铬后将超硬材料再放置到滚镀设备上进行电化学镀镍，具体的步骤为：
8、将超硬磨料用30~50℃的去离子水进行清洗4~6次，然后置于烘箱中烘干，再凉干至常温，将烘干物料加入至发泡剂溶液中，进行搅拌，待超硬磨料和发泡剂溶液搅拌均匀后，开始逐滴添加盐酸，直到产生微小气泡为止；
9、将超硬磨料从发泡剂溶液中取出并尽快加入到滚镀筒中，加入电镀液，调整ph在3.8~4.1之间，调整电流至20~30a、电压至10~15v，进行电化学镀覆镍，此时将阴阳极一同放入电镀液中；所述阳极为镍板，所述阴极为铜条；当溶液ph值超过5.0时关闭电镀电源，取出超硬磨料，即为一次镀镍过程；
10、重复前述清洗、烘干、起泡、电化学镀覆过程，并如此重复若干次，得到蜂窝状脆性镀镍层，即得最终的镀镍超硬磨料。
11、具体的，步骤（1）中，碳酸钠的用量为60~80g，去离子水的用量为300~400ml。
12、具体的，步骤（2）中的超硬磨料为粒度为200/230、品级中南znd2010系列的金刚石。
13、具体的，步骤（2）中，在超硬磨料表面镀铬采用真空微蒸发镀工艺，使金属铬与金刚石形成碳化铬化学键，以便于后续铬与镍层形成金属键，增加金刚石导电的同时提高镀脆性镍的镀层强度，增加金刚石工具工作层对它的把持力；镀铬温度为850~900℃，镀铬时间为8~10小时，当真空度达到6.5*10-3pa开始运行工艺，铬粉和超硬磨料的重量比例为（0.5~0.9）：1。
14、具体的，步骤（3）中，镀镍前对用量进行设计和计算，拟增重的镀镍层为n50，其中n50的含义为，镀层（镍）重量/【镀层（镍）重量+金刚石重量】=50%，经计算拟增重n50时，需要的电量为700~750a∙h，设计使用的电流为20~30a、电压为10~15v，电化学镀镍时使用滚镀筒，滚镀筒的转速为20~40r/min，所用的阳极为镍板，纯度≥99%，长*宽*厚=（350~400）*（60~80）*（8~12）mm，阴极为铜条，纯度≥99%，长*宽*厚=（550~600）*（8~12）*（3~6）mm。
15、具体的，步骤（3）中，烘干后的超硬磨料与发泡剂溶液的加入比例为：每2.5升发泡剂溶液加入超硬磨料300~4000克拉。
16、具体的，步骤（3）中，烘干后的超硬磨料与发泡剂溶液混合后，使用自动搅拌器进行搅拌，搅拌转速为20~40r/min。
17、具体的，步骤（3）中，逐滴添加盐酸，当出现直到产生微小气泡时，盐酸添加量约为500毫升；添加盐酸的浓度为6~8%。
18、具体的，步骤（3）中，电镀液的用量为5~6升；电镀液的成分为：硫酸镍80~130g/l、氯化钠100~180g/l、硼酸20~40g/l，优选的，三者的重量比为：3:3.5:1；电镀液与超硬磨料的重量比为1~1.5升/千克拉。
19、具体的，步骤（3）中，进行电化学镀覆镍时，滚镀筒转速调至20~40r/min。
20、进一步的，本专利技术还提供了上述方法制备得到的镀镍超硬磨料，具体为镀镍金刚石。
21、进一步的，基于一个总的专利技术构思，本专利技术还提供了所述镀镍超硬磨料在制作弹性模块、陶瓷砂轮、线锯等金刚石工具中的应用。
22、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
23、本专利技术的超硬磨料电化学镀脆性镍的方法，采用酸性电化学镀覆工艺，使镍在电镀过程中形成蜂窝状，兼具脆性和韧性，电镀过程中在所剩的碳酸氢钠中加入盐酸后可补充镀液的电解质。
24、利用本专利技术的方法制备的超硬材料表面镀镍产品，镀层兼顾韧性和脆性，纯电镀镍的保护膜足以保护超硬材料在工具加工过程中不受损伤，具有良好的性能，镀镍过程中使用的发泡剂溶液可作为镀液中的电解质，整个工艺过程安全环保，符合现有的环保理念。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种超硬磨料电化学镀脆性镍的方法，其特征在于，包括如下步骤；
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，碳酸钠的用量为60~80g，去离子水的用量为300~400mL。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中的超硬磨料为粒度为200/230的金刚石。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，在超硬磨料表面镀铬采用真空微蒸发镀工艺；镀铬温度为850~900℃，镀铬时间为8~10小时，当真空度达到6.5*10-3pa开始运行工艺，铬粉和超硬磨料的重量比例为（0.5~0.9）：1。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，烘干后的超硬磨料与发泡剂溶液的加入比例为：每2.5升发泡剂溶液加入超硬磨料300~4000克拉。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，电镀液的用量为5~6升；电镀液的成分为：硫酸镍80~130g/L、氯化钠100~180g/L、硼酸20~40g/L；电镀液与超硬磨料的重量比为1~1.5升/千克拉。
7.采用权利要求1-6任
8.权利要求7所述镀镍超硬磨料在制作弹性模块、陶瓷砂轮或线锯中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种超硬磨料电化学镀脆性镍的方法，其特征在于，包括如下步骤；
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，碳酸钠的用量为60~80g，去离子水的用量为300~400ml。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中的超硬磨料为粒度为200/230的金刚石。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，在超硬磨料表面镀铬采用真空微蒸发镀工艺；镀铬温度为850~900℃，镀铬时间为8~10小时，当真空度达到6.5*10-3pa开始运行工艺，铬粉和超硬磨料的重量比例为（0.5~0.9）：...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨怀建，张风岭，邢志华，卢蓓蓓，戚燕杰，赵静，吴定雨，张丹丹，
申请(专利权)人：中南钻石有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。