复合电刷镀金刚石线锯的制备及其性能研究

发布时间：2018-08-14 11:26

硅、锗、砷化镓和蓝宝石等贵重硬脆晶体材料的应用已经日益广泛。切割加工处于硬脆晶体加工流程的较前端，对后续的加工质量和成本控制有着重要影响。金刚石线锯是硬脆材料切割广泛采用的切割工具。本文研究了复合电刷镀镍-金刚石制备金刚石线锯工艺，并对线锯进行了外观检测及切割性能测试。
 
本文的主要研究内容如下：
 
(1)  实验材料的选择和处理研究
 线锯基体选用直径为 0.2mm 的镀镍高碳弹簧钢丝，磨料选用平均粒径为 20μm 镀镍金刚石，并针对选用的材料确定了相应的前处理工艺。镀液采用氨基磺酸镍作为主盐。
 
(2)  实验装置的设计研究
 设计制作电刷镀金刚石线锯的实验设备，该设备主要包括电镀槽、镀液泵送装置、导线轮、收放线装置、张紧装置和旋转刷镀电极等。利用 CFD 流场仿真开展镀液搅拌均匀性研究，确定搅拌参数。磨粒分散均匀的镀液经镀液泵输送至对辊的刷镀电极处，线锯基体经放线轮、导线轮、张紧轮在刷镀电极处完成上砂后回到收线轮。
 
(3)  复合电刷镀金刚石线锯的制备工艺研究
 探究了电刷镀工艺参数对镀层厚度及镀层质量的影响，在此基础上研究了磨粒浓度、电流密度、走丝速度、刷镀阳极转速对镍-金刚石共沉积磨粒分布密度的影响规律，确定金刚石上砂工艺参数。
 
(4)  金刚石线锯的性能测试研究
对复合电刷镀法制备的线锯的表面质量和机械力学性能进行了检测。使用自制往复式线切割装置对线锯进行切割性能测试，分析了切缝加工质量。
 
 
关键词：金刚石线锯，共沉积，电镀，电刷镀，性能