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電鍍金剛石工具的制備原理及應用

隨著經濟的發展,科學技術的進步,不同的行業對電鍍金剛石工具的要求基本上相同的,即效率高、壽命長、磨削精度高。要保證這些特性,鍍層金屬不僅要有較高的硬度、耐磨性,而且要求在基體各個部分要均勻分布,以免鍍層脫落使工具壽命縮短。

    電鍍金剛石工具:指通過金屬電沉積的方法,使金剛石牢固地被胎體金屬包裹在基體(鋼或其它材料)上制作而成的一種金剛石工具,它廣泛應用于機械電子、玻璃、建材、石油鉆探等行業。

電鍍金剛石磨頭

電鍍金剛石磨頭

    應用:用于曲軸、主軸承、連桿軸承、活塞桿、活塞環溝槽、閥頭和閥桿、齒輪、齒條、螺紋和軸頸等零件的加工,電鍍金剛石鉸刀用于輕工業和液壓零件鉸孔,電鍍金剛石砂輪片具有高的加工精度和高的使用壽命,另外還有修磨指甲用的甲銼,磨刀用的電鍍磨石,牙科醫生用的電鍍金剛石牙鉆等。

    1.機械加工工業

    電鍍金剛石滾輪已成功地應用于修整成型磨削用的普通砂輪或者直接對工件進行成型磨削,并廣泛地用于加工曲軸、軸承、液壓閥件等。

    電鍍金剛石手工什錦銼或機用銼刀,以及各種形狀的金剛石磨頭,廣泛應用于加工修磨、以硬質合金或淬液硬鋼材制造的模具、或者各種形狀的工件表面和內孔。

    電鍍金剛石鉸刀已成為液壓設備和縫紉機零件絞孔的工具。它具有精度高、效率高、耐用等優點。

    2.電氣電子工業

    電鍍金剛石內圓和外圓切割片切削半導體等硬脆的貴重材料的最佳工具。具有效率高、切縫窄、材料損耗少等特點。

    電氣和電熱設備中常用的石墨和碳精材料,具有硬而脆的性質,可使電鍍金剛石磨輥刨平大石墨塊;

    可用電鍍鋸片切割;可用電鍍磨輪成型磨削。

    3.玻璃工業

    電鍍金剛石掏料刀可以直接在光學玻璃板材上掏取各種規格的光學儀器鏡頭的圓坯。

    電鍍金剛石磨輪、擴孔器、鉆咀等,可以在普通平板玻璃上進行磨邊、鉆孔、擴孔。

    4.工藝美術及日用品工業

    電鍍金剛石磨頭等,可對各種寶石、碧玉、陶瓷等工業美術品進行雕琢和磨花。

    電鍍金剛石指甲銼作為成套的修飾工具之一,專供人們修磨指甲用。

    電鍍金剛石磨輪用于橡膠鞋底修邊。

    基本過程:

    金剛石的選?。?/p>

    基本要求:

    I.外觀特征:純凈金剛石應無色透明的(實際上常因含有雜質和缺陷而顯色)。人造金剛石在金相顯微鏡下觀察呈八面體、菱形十二面體、立方體及其聚集體。常顯黃綠色,雜質較多者顯灰綠色,含硼金剛石則呈黑色。

    II.使用性能:按JB2808-79部標,金剛石分為JR1、JR2、JR、JR44個型號。標號越高,硬度越高,質量越好,價格越貴,但并非使用性能就越好。雖然JR4金剛石硬度最高,但鋒利度不如JR3金剛石,如果將兩者混合使用,既能保持良好的使用性能,又能降低生產成本。

    金剛石的除雜:

    磁性雜質:人造金剛石因為含有磁性包裹體(觸媒金屬),一般都具有磁性,包裹體含量越高,磁性就越強。磁性強的金剛石,不僅雜質多、強度低、耐熱性差,而且會對電鍍質量產生不良影響,容易形成鎳瘤,因此不易選用。其原因磁性包裹體良好導體,使金剛石顆粒絕緣性變差,出現了微弱的導電性。于,在電力線夾端效應作用下金屬鎳優先鍍在高出于鍍層上的金剛石夾端形成鎳瘤。為了避免磁性雜質的影響,金剛石使用前要進行磁選,最好在專用磁選機上進行,也可以使用磁鐵除去磁感較強的顆粒。一旦發現金剛石磁性強,應將金剛石全部退貨。

    吸附雜質:金剛石其實并不純凈,其表面總沉著一層吸附雜質,如果事先不除去,金剛石粉粒就會漂浮在電解液表面,不能沉積到基體上去。因此金剛石使用前必須經親水(濕潤)處理,親水方法可參考資料。

    金屬電鍍的基本原理:電鍍槽中,將浸在鍍液中的被鍍件與直流電源負極相連接(組成陰極),將要鍍覆的金屬與直流電源的正極相連接(組成陽極),鍍槽里的鍍液中含有鍍層金屬的離子,接通電源后鍍液中的金屬離子便在陰極沉積形成鍍層。如下圖:

電沉積示意圖

電沉積示意圖

    電鍍金剛石原理:金剛石在弱酸性溶液中吸附H+(這可由加入金剛石后溶液pH升高而證明),并在電場作用下向陰極緩慢移動,最終吸附在陰極表面。這樣當Ni2+、Co2+、Mn2+不斷在陰極表面吸附時,就把吸附在陰極表面的金剛石不斷包裹起來,形成金剛石復合鍍層。

    電解液加熱:由于電解液加熱溫度不很高(<50°),通常水浴加熱,電鍍容器置于操作臺面的水浴槽內。加熱可采用鈦合金加熱管或熱水器,前者置于水浴槽內,后者熱水管通入水浴槽內。電熱管可配備控溫裝置。其原理通過電子繼電器(DJ-702型)控制電加熱主回路中的執行部件,即接觸器JC,使之閉合(或斷開),從而接通(或切斷)加熱電源,達到自動控溫的目的。

    鍍液的回收:電鍍結束、工件出槽時,應用蒸鎦水在鍍槽上方噴淋工件表面,使工件上帶出的電解液和夾帶的金剛石流回鍍槽,以便回收。

    常見故障及糾正方法:

    

電沉積示意圖

    電鍍清潔生產的基本條件:目前電鍍金剛石工具廠家的廠房大都比較簡易,生產條件較差,不重視環境?;?,造成環境污染,影響產品質量。要實現清潔化生產,提高產品的檔次,必須做到綜合治理。

    選擇電鍍車間地址時,要充分注意電鍍車間對周圍環境的影響。電鍍車間應設在空氣新鮮并且對流性好的地方,保證車間自然通風和采光良好。同時也要防止周圍環境對車間的污染,以防開窗時外來塵埃吹進車間,落入鍍槽。

    綜合治理:

    ①整體排風:為保持車間通風良好,應以整體機械通風作輔助手段,采用抽風機從室內上部進行整體排風,排出的風量還應由送風系統送進新鮮空氣加以補償。

    ②局部排風:為了控制有害氣體的擴散,防止污染室內空氣,在產生有害氣體的部位要有局部排風設施。室外排風口應高出屋頂棟緣115~2m.

    ③封閉排風:退鍍工件和酸洗金剛石會產生濃黃煙,污染大,對人體有害。必須在通風柜內進行,實現強力封閉排風。

    嚴格衛生:

    ①操作人員進入電鍍車間穿工作服,換工作鞋,禁止非工作人員隨便進入車間。

    ②每天工作完畢,仔細清理操作場地;定期清理車間設備和電鍍容器、輔助用具等,除去灰塵和鹽類結晶物,保持設備整潔和運行正常(特別導電部位)。

    ③電鍍設備停用時加罩加蓋(尤其電鍍槽和盛砂容器),保持清潔。

    ④車間禁止堆放非生產用的雜物,減少塵埃源。



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