超声波对电镀金刚石工具制备过程的影响

摘要：应用超声波制备了镀层和电镀金刚石工具,测试镀层硬度和金刚石工具的上砂密度,研究结果表明:当电流密度一定时,金刚石工具镀层硬度随超声波功率增强而增加。在金刚石工具制备过程,超声波不适用上砂的全过程。只要金刚石磨粒埋入镀层厚度合适,超声波可以用于金刚石工具的加厚过程,提高工具的制备效率。
    关键词：超声波　电镀　金刚石　硬度

    电镀金刚石工具常用于硬脆材料的机械加工,目前经常采用普通电镀的方法将镀层与金刚石磨粒结合。应用超声波可以显著提高电镀速度[1]。超声波对电镀过程的强化作用已有一些研究[1～3],但在超声波条件下电镀金刚石工具的制备工艺研究的报道不多见。本文分析了超声波对金刚石工具镀层的硬度上砂及加厚过程的影响,力求为超声波电镀金刚石工具的制备提供实验依据。

    1　实验方法

    1.1　电镀溶液与工艺
    本实验的镀液配方为:NiSO4·7H2O,250g/L;NiCL2·6H2O,40g/L;H2BO3,32g/L;C12H25SO4Na,0.08g/L,镀液温度为45℃。工具基体为Φ6mm的圆柱销,镀前基本表面处理工艺流程为:机械处理→水洗→除油→水洗→浸蚀→水洗。

    1.2　镀层制备
    超声波镀层制备工艺为pH=3.3～3.5,电镀时间t=1h,电流密度Dk=1.0A·dm-2,用KQ-2500B型超声波清洗器实现超声波电镀过程的控制,超声波工作频率40kHz,输入超声波功率为250W,超声波功率范围为40%～100%。

    1.3　工具制备
    预镀工艺为Dk=1.0A·dm-2,t=15min。在超声波条件下的上砂过程中Dk=1.0～6.0A·dm-2,在无超声波条件下的上砂过程中Dk=0.8A·dm-2,t=1h,金刚石粒度100/120,pH=4.4～4.6。加厚过程中的Dk=1.0A·dm-2,pH=4.4～4.6。先在无超声波条件下加厚一段时间,然后再用超声波继续加厚一段时间。

    1.4　测试方法
    用XQ-2型金相镶嵌机镶嵌切割后的试件,在PGI型金相试样抛光机上获得金相表面,用HX-I型显微硬度计测量其硬度。用XTL-II型照像体视显微镜观察相同放大倍数视距下的金刚石颗粒数。