專利名稱：復(fù)合刷鍍金剛石砂輪制品、裝置及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用電解法或電泳法產(chǎn)生鍍層的工藝及所需設(shè)備。
工業(yè)生產(chǎn)中使用的金剛石砂輪的制作方法，有兩種途徑其一是利用金剛石粉與銅粉熱壓成型，設(shè)備價(jià)格高，工藝復(fù)雜，需用的金剛石粉的數(shù)量也較多，因而產(chǎn)品的造價(jià)高。另一種途徑是采用普通電鍍法制作，這種方法沉積效率低，因而生產(chǎn)成本比較高。
本發(fā)明的目的是對(duì)現(xiàn)有電鍍法制作金剛石砂輪進(jìn)行改進(jìn)，提高電鍍效率，加快電沉積速度，迅速包覆金剛石磨粉顆粒，而且鍍層均勻。
發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種復(fù)合刷鍍金剛石砂輪及制品的裝置及工藝，包括刷鍍鍍筆、鍍液供送裝置，以及電凈、活化、打底層、刷鍍加厚鍍層等項(xiàng)工藝，由陽(yáng)極、轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)2、扭力軸4、支承圓盤6組成的多組鍍筆1，平均分布在被鍍工件外圓表面上，在刷鍍過(guò)程中鍍筆1和被鍍工件保持接觸，而且對(duì)被鍍工件施加一個(gè)可以調(diào)節(jié)的壓力，經(jīng)過(guò)上砂工藝后，采用電鍍法初步將金剛石磨料固定于被鍍工件基體表面上，然后利用復(fù)合刷鍍工藝加厚鍍層，鍍液中的金剛石磨料含量在80-120Carat/l。鍍筆1對(duì)被鍍工件的壓力在0.5-1.0Kgf之間。上砂工藝指通過(guò)機(jī)械攪拌使金剛石細(xì)顆粒落伏于被鍍工件基體上，形成多層金剛石磨料堆積層，接通電源，使用分散能力好的硫酸鎳和硼酸配方鍍液，初步固定金剛石磨粉顆粒。分散能力好的鍍液配方為NiSO4·6H2O 250g/lH3BO420-30g/lNicl2·6H2O 40g/lCoSO4·7H2O 60g/l本發(fā)明使用的設(shè)備和工藝方法，與普通電鍍法制作金剛石耐磨層相比，具有下述特點(diǎn)1、金剛石鍍層均勻，操作者容易達(dá)到質(zhì)量要求。
2、采用特制的鍍筆，刷鍍效率高。
3、制作時(shí)根據(jù)工藝要求可制造需要的形狀而無(wú)需修正，解決了磨消加工成型表面時(shí)砂輪難于修正的問題。
4、砂輪基體可以廣泛使用鋼、銅、鋁、鑄鐵等材料，并可重復(fù)使用。
5、成本降低50-90%，而生產(chǎn)率提高3-4倍。
6、產(chǎn)品可用于加工硬質(zhì)合金、陶瓷、玻璃、噴涂層，特別是用于難加工材料需要進(jìn)行電解磨制時(shí)，也是很理想的導(dǎo)電工具。
圖1鍍筆A-A剖面示意圖。
圖2多組鍍筆工作狀態(tài)圖的實(shí)施例。
圖3上砂工藝示意圖。


參見圖1-2在刷鍍金剛石砂輪的裝置中采用三個(gè)鍍筆同時(shí)工作，這三個(gè)鍍筆均勻分布在同一圓周上，刷鍍過(guò)程中，鍍筆1和被鍍工件11保持接觸，而且?guī)в?.5-1.0Kgf可調(diào)的接觸壓力以維持一定的電流密度。接觸壓力是靠扭力彈簧5提供的。被鍍工件11和鍍筆1之間的接觸壓力大小是通過(guò)改變扭力軸4的周向位置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
被鍍工件表面初步固定上數(shù)層金剛石細(xì)顆粒后，普通鍍筆很難在其表面上滑動(dòng)，即使勉強(qiáng)可以滑動(dòng)，也會(huì)拖掛失落一些金剛石顆粒，改進(jìn)的鍍筆1尾端增加了擺桿3和轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)2，使鍍筆1在被鍍工件11上作純滾動(dòng)。砂輪的裝夾可以通過(guò)搬動(dòng)手柄9來(lái)完成。搬動(dòng)手柄9至最終位置，向前移動(dòng)鍍筆架，使鍍筆1和砂輪達(dá)到預(yù)定位置，松開手柄9，即完成了對(duì)砂輪的裝夾。卸砂輪時(shí)先搬動(dòng)手柄9，移開鍍筆架。用連接在手柄9上的主動(dòng)撥叉8和被動(dòng)撥叉7撥動(dòng)鍍筆軸10來(lái)實(shí)現(xiàn)鍍筆1的開合。
鍍液輸送裝置包括輸液泵、流量計(jì)、控制閥、輸液管、過(guò)濾網(wǎng)、貯液槽、回收盤，用這個(gè)裝置使刷鍍金剛復(fù)合鍍層的過(guò)程中，有專用的裝置將新鮮鍍液自動(dòng)輸送到陽(yáng)極，并做到鍍液自動(dòng)循環(huán)，連續(xù)供給，流量可調(diào)，在刷鍍過(guò)程中，對(duì)鍍液連續(xù)過(guò)濾，清除鍍液中的雜質(zhì)。
參見圖3，在上砂時(shí)金剛石磨粒堆積層12可能堆積著數(shù)層金剛石顆粒，欲通電固定金剛石顆粒時(shí)，電鍍金屬離子要穿過(guò)上邊的金剛石磨粒層12，才能到達(dá)被鍍工件基體13的表面放電還原為金屬原子，隨著金屬離子在基體表面上的不斷沉積，鍍層由薄至厚，靠近基體13表面的金剛石顆粒也就被初步固定。
保證金剛石砂輪復(fù)合鍍層刷鍍質(zhì)量的關(guān)鍵問題有二個(gè)一是優(yōu)選具有良好分散能力的鍍液。另一個(gè)問題是正確選擇刷鍍的工藝參數(shù)。
用正交試驗(yàn)的方法考察了四種組分對(duì)鍍液分散能力的影響，得出硫酸鎳對(duì)鍍液的分散能力影響最大，其次是硼酸的加入量，硫酸鎳和硼酸之間有一定的絡(luò)合作用。從保證鍍液有良好的分散能力，并且比較經(jīng)濟(jì)的原則出發(fā)，選擇了鍍液配方如下硫酸鎳 NiSO4·6H2O 250g/l硼酸 H3BO420-30g/l氯化鎳 Nicl2·6H2O 40g/l硫酸鈷 CoSO4·7H2O 60g/l采用這種配方，再加入適量的金剛石粉后，用磁力攪拌或機(jī)械攪拌的方法，使鍍液中金剛石分布均勻落伏于被鍍工件的基體上，從而獲得均勻的金剛石鍍層。
刷鍍的工藝參數(shù)主要指鍍液的溫度、PH值、陰極電流密度、鍍液中金剛石的含量等。
現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步敘述本發(fā)明的工藝復(fù)合刷鍍金剛石砂輪，初步固定的鍍層厚5um，刷鍍過(guò)程中，陰陽(yáng)極相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式采用砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)，鍍筆自轉(zhuǎn)不隨被鍍砂輪移動(dòng)的方式。采用Ni-鍍液時(shí)，其陰陽(yáng)極間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為4-12m/min。當(dāng)刷鍍電壓為14V、17V時(shí)，鍍層對(duì)金剛石的包覆出現(xiàn)了較理想的狀態(tài)，在金剛石顆粒的周圍形成了小“凸臺(tái)”，使金剛石和鍍層的接觸面積大大增加，因而可使砂輪在磨削時(shí)不易脫落。鍍層的厚度通過(guò)刷鍍電源的安培小時(shí)計(jì)而得到控制，刷鍍前先給電源置數(shù)，刷鍍開始，安培小時(shí)計(jì)開始計(jì)數(shù)，數(shù)字到“0”時(shí)自動(dòng)報(bào)警停止刷鍍。
復(fù)合刷鍍金剛石砂輪的典型工藝過(guò)程為1、鍍前準(zhǔn)備對(duì)欲鍍砂輪基體的非鍍部分涂絕緣保護(hù)層;對(duì)金剛石粉進(jìn)行清洗。
清洗過(guò)程如下熱濃硫酸處理3分鐘，溫度100℃蒸餾水清洗-濃鹽酸處理3分鐘蒸餾水清洗-熱濃硝酸處理3分鐘、溫度100℃蒸餾水清洗-濃鹽酸處理3分鐘蒸餾水清洗三次干燥備用。
2、將砂輪基體經(jīng)過(guò)電凈-活化-打底層之后進(jìn)行金剛石顆粒的初步固定時(shí)間約50分鐘。
3、刷鍍加厚層將鍍筆運(yùn)動(dòng)速度控制在3轉(zhuǎn)/分，電壓13-15V，當(dāng)安培小時(shí)計(jì)完成予置置數(shù)時(shí)報(bào)警，停止刷鍍，卸下砂輪。并將砂輪表面鍍液清洗干凈，干燥后檢驗(yàn)。刷鍍電流8-10A，總工作時(shí)間1.5-2小時(shí)，而普通電鍍金剛石砂輪需要6-8小時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合刷鍍金剛石砂輪制品、裝置及工藝，包括刷鍍鍍筆1、鍍液供液裝置及屯凈、活化、打底層、刷鍍加厚鍍層等項(xiàng)工藝，其特征是A、由陽(yáng)極、轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)2、扭力軸4、支承圓盤6組成的多組鍍筆1，平均分布在被鍍工件外圓表面上，在刷鍍過(guò)程中鍍筆1和被鍍工件保持接觸，而且對(duì)被鍍工件施加一個(gè)可以調(diào)節(jié)的壓力；B、經(jīng)過(guò)上砂工藝后，采用屯鍍法初步將金剛石磨料固定于被鍍工件基體表面上，然后利用刷鍍工藝加厚鍍層，鍍液中的金剛石磨料含量在80--120Carat/l之間。
2.按權(quán)利要求1所述的復(fù)合刷鍍金剛石砂輪制品、裝置及工藝，其特征是上砂工藝指通過(guò)機(jī)械攪拌使金剛石細(xì)顆粒落伏于被鍍工件基體上，形成多層金剛石磨粒堆積層，這時(shí)接通電源，使用分散能力好的硫酸鎳和硼酸配方鍍液，初步固定金剛石磨粉顆粒，利用刷鍍工藝加厚鍍層，待金剛石磨粉包覆金剛石磨料堆積層總厚度2/3以后停止刷鍍操作。
3.按權(quán)利要求1或3所述的復(fù)合刷鍍金剛石砂輪制品、裝置及工藝，其特征是分散能力好的鍍液配方為NiSO4·6H2O 250g/lH3BO420-30g/lNicl2·6H2O 40g/lCoSO4·7H2O 60g/lPH4-5溫度30-40℃
全文摘要
一種復(fù)合刷鍍金剛石砂輪制品、裝置及工藝，將安裝了轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)和扭力軸的多組鍍筆，平均分布在被鍍工件外圓表面上，在刷鍍過(guò)程中鍍筆和被鍍工件保持接觸，而且對(duì)被鍍工件施加一個(gè)可以調(diào)節(jié)的壓力，在工藝方面，采用了上砂和初步固定金剛石磨料以及特殊的工藝參數(shù)，使產(chǎn)品工效提高3—4倍。成本降低50—90％，保證與原有工藝相同的磨損率。
文檔編號(hào)C25D5/06GK1044832SQ9010094
公開日1990年8月22日 申請(qǐng)日期1990年2月26日 優(yōu)先權(quán)日1990年2月26日
發(fā)明者高應(yīng)岑, 徐濱士, 梁志杰, 李印柏, 朱敏 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院