电镀金刚石线锯的实验研究

摘要

随着对硬脆材料加工要求的越来越高，切割工具成为人们关注的焦点，固结磨料金刚石线锯被认为是最好的切割工具之一。与其他制造方法相比，电镀法制造的线锯具有使用寿命长、生产成本低和耐磨性好等优点。本文对电镀金刚石线锯分别进行间歇化与连续化制造工艺条件的研究，对于长期使用后的废镀液，如果直接排放，即污染环境又浪费重金属资源，本文对废镀液进行了资源的回收处理。
　　 本文实验中的基体选用Φ120μm的琴钢丝，磨料为粒径15μm的金刚石磨料，阳极为镍片(纯度99.9％)，镀液为瓦特型镀液，并对各材料的前处理工艺进行了研究，以保证不影响施镀。
　　 对电镀金刚石线锯问歇化制造工艺的研究，采用悬浮法上砂工艺，对影响上砂量的因素主次关系进行了考察，并且对主要因素影响锯丝表面形貌进行了SEM观察，得到了最佳的工艺条件为：金刚石质量浓度为80g/L，阴极平均电流密度为2 A/dm2，分散剂(CMC)质量浓度为2 g/L，电镀时间为20 min，此条件下制得的电镀金刚石线锯上砂量适中，颗粒分布均匀，符合切割的要求。
　　 在悬浮法和埋砂法的工艺基础之上，本文提出了一种新型的制造工艺，即采用埋砂法的预镀、加厚过程，上砂过程将悬浮法的单线工艺改为多线工艺，以此设计出一套连续化制造电镀金刚石线锯的工艺流程。通过硬度和切割厚度的检测，分别得到了各段的最佳工艺条件，全过程镀液条件为：主盐(硫酸镍)浓度为240 g/L，镀液pH为5.0，镀液温度为45℃；预镀、加厚段阴极平均电流密度为2.0A/dm2，施镀时间分别为13 min和26 min；上砂段采用间歇搅拌，阴极平均电流密度为2.5 A/dm2、上砂时间为20 min。
　　 针对电镀含镍废液处理应用的问题，本文对传统的化学沉淀法进行改进，采用控制pH的方法，将镍离子最终转化为纯度较高的七水硫酸镍，通过对其纯度的测定，得到了最佳的工艺条件为：絮凝剂选择为阴离子型聚丙烯酰胺，其用量为4 g/L，pH为9.2～9.9，温度为30℃，此条件下得到的产物纯度在98％左右，可满足基本使用的要求。