一种金刚石定向脉冲磁场电镀打磨工具的制备方法与流程

本发明属于超硬制品金刚石打磨工具制备领域，具体涉及到一种金刚石定向脉冲磁场电镀打磨工具的制备方法，应用于超硬制品领域。

背景技术：

随着人类科技的进步和机械工业的快速发展，人们对机械零件产品的加工要求越来越高，尤其是超硬材料的高速开发，整个加工行业对超级硬度的打磨切削工具的需求也越来越大。金刚石具有禁带宽、击穿场强高、载流子迁移率高、介电常数低和导热性能好等优异的性能，同时兼具稳定的化学性能、高硬度、耐磨性和抗辐射能力强等特点，是一种有发展前途的高温、大功率宽禁带半导体材料，被誉为第四代半导体首选材料。

在现在金刚石电镀行业里，金刚石上砂是关键工艺步骤，上砂对金刚石打磨工具的打磨能力和使用寿命也起到了决定性作用。现有复合电镀的工艺，存在上砂困难、上砂率低、上砂不均匀、镀层易脱落等缺点。

所以，对金刚石进行定向脉冲磁场电镀的制备工艺进行探索具有很重要的意义和价值。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种金刚石定向脉冲磁场电镀打磨工具的制备方法。以改进现在金刚石复合电镀的工艺的不足，提升金刚石打磨制品打磨效率和寿命。

本发明目的通过下述方案实现：一种金刚石定向脉冲磁场电镀打磨工具的制备方法，包括以下步骤：

（1）将铁磁相基体均匀置于分散液中，得铁磁相和分散液混合液，其中，所述分散液为乙酰丙酮铁和无水乙醇的混合溶液，乙酰丙酮铁在无水乙醇中的浓度为0.2-3g/l；所述铁磁相基体为铁磁性颗粒，其粉末态基体为fe、co、ni及其合金的粉末；

（2）将粒径为30-150微米金刚石磨料置于铁磁相和分散液混合液中，搅拌均匀后，得到前驱体料；

（3）将前驱体料烘干后进行高温热处理，得到表面带有磁性的金刚石磨料；

（4）将带有磁性的金刚石磨料进行复合电镀，在上砂及复合电镀金刚石步骤中，通过在电镀的针体基体上施加脉冲磁场，使得针体周围金刚石有序并且定向排列，从而有效提高上砂及金刚石附着率。

其中，步骤（3）中，所述高温热处理，为首先在80℃下进行烘干处理，得到无液体的粉末，然后在惰性气氛保护下升温至700℃进行保温热处理，然后自然冷却，得到表面具有一层很薄带有磁性薄膜的金刚石颗粒。

步骤（4）中，所述的针体基体上施加脉冲磁场为通过在镀件基体周围，通过调控可控磁场，使表面带有磁性的金刚石在镀液中发生偏移，在磁场作用下进行定向排列。

在上述方案基础上，所述的铁磁相基体需进行前处理，即：将铁磁性基体置于浓度1%的na2co3溶液中充分搅拌2min，置于清水中并在超声波清洗器中清洗10min得到铁粉，然后将该铁粉常温下置于浓度0.6%的hcl溶液中活化1min，去离子水冲洗。

在上述方案基础上，所述的金刚石颗粒需进行前处理，金刚石先在3mkoh溶液中煮沸2h，然后洗净冲洗至中性后在1m硝酸中80℃保温煮2h，冲洗至中性后，晾干待用。

本发明提供了一种金钢石打磨针，根据上述方法制备得到的。

本发明提出了一种简易的金刚石定向脉冲磁场电镀打磨工具的制备方法及其产品，用于打磨工具。

本发明的优越性在于：解决了现有复合电镀上砂工艺存在的金刚石上砂率低、上砂不均匀、金刚石排列不整齐等缺点，本发明方法操作简便、工艺简单，所得产品的上砂率高，极大提升了金刚石打磨工具的耐磨性和使用寿命。

附图说明

图1为实施例140微米金刚石打磨针sem图，镀件表面金刚石颗粒分布均匀，颗粒大小在40微米左右，排列整齐；

图2为实施例270微米金刚石打磨针sem图,镀件表面金刚石颗粒分布均匀，颗粒大小在70微米左右，排列整齐；

图3为实施例3150微米金刚石打磨针sem图,镀件表面金刚石颗粒分布均匀，颗粒大小在150微米左右，排列整齐。

具体实施方式

本发明通过下面具体实例进行详细的描述，但是本发明的保护范围不受限于这些实施例子。

实施例1

一种金刚石打打磨针镀件，按下述步骤制备：

首先对铁磁相基体和金刚石颗粒进行前处理：将40微米左右金刚石磨料先在3mkoh溶液中煮沸2h，然后洗净冲洗至中性后在1m硝酸中80摄氏度保温煮2h，冲洗至中性后，晾干待用；将铁磁性基体置于浓度1%的na2co3溶液中充分搅拌2min，置于清水中并在超声波清洗器中清洗10min，然后将铁粉常温下置于浓度0.6%的hcl溶液中活化1min，去离子水冲洗，待用。

（1）将铁磁相基体均匀置于分散液中，得铁磁相和分散液混合液，其中，所述分散液为乙酰丙酮铁和无水乙醇的混合溶液，乙酰丙酮铁在无水乙醇中的浓度为0.2-3g/l；所述铁磁相基体为铁磁性颗粒，其粉末态基体为fe、co、ni及其合金的粉末；

（2）将前处理过的粒径为40微米金刚石磨料置于铁磁相和分散液混合液中，搅拌均匀后，得到前驱体料；

（3）将前驱体料80摄氏度烘干后进行高温热处理，高温处理温度为700摄氏度保温3h，升温速率为5度每分钟，得到表面带有磁性的金刚石磨料；

（4）将带有磁性的金刚石磨料进行复合电镀，上砂时间为2h，在上砂及复合电镀金刚石步骤中，在电镀的针体基体上施加脉冲磁场，上砂一小时后停止施加磁场，使得针体周围金刚石有序并且定向排列，复合电镀加厚步骤后得到金刚石镀件。得到的产品sem如图1所示，可以看到镀件表面金刚石颗粒分布均匀，颗粒大小在40微米左右，并且排列整齐，棱角分明。

实施例2

金刚石打磨针，与实施例1近似，按下述步骤制备：

首先对铁磁相基体和金刚石颗粒进行前处理：将70微米左右金刚石磨料先在3mkoh溶液中煮沸2h，然后洗净冲洗至中性后在1m硝酸中80摄氏度保温煮2h，冲洗至中性后，晾干待用；将铁磁性基体置于浓度1%的na2co3溶液中充分搅拌2min，置于清水中并在超声波清洗器中清洗10min，然后将铁粉常温下置于浓度0.6%的hcl溶液中活化1min，去离子水冲洗，待用。

（1）将铁磁相基体均匀置于分散液中，分散液为乙酰丙酮铁在无水乙醇中的浓度为2g/l溶液，得铁磁相和分散液混合液；

（2）将前处理过的70微米金刚石磨料置于铁磁相和分散液混合液中，搅拌均匀后，得到前驱体料；

（3）将前驱体料80摄氏度烘干后进行高温热处理，高温处理温度为700摄氏度保温3h，升温速率为5度每分钟，及得到表面带有磁性的金刚石磨料；

（4）将带有磁性的金刚石磨料进行复合电镀，上砂时间为2h，在整个上砂及复合电镀金刚石步骤中，在电镀的针体基体上施加脉冲磁场，上砂一小时后停止施加磁场，复合电镀加厚步骤后得到金刚石镀件。得到的产品sem如图2所示，可以看到镀件表面金刚石颗粒分布均匀，颗粒大小在70微米左右，并且排列整齐，棱角分明。

实施例3

金刚石打磨针，与实施例1近似，按下述步骤制备：

首先对铁磁相基体和金刚石颗粒进行前处理：将150微米左右金刚石磨料先在3mkoh溶液中煮沸2h，然后洗净冲洗至中性后在1m硝酸中80摄氏度保温煮2h，冲洗至中性后，晾干待用；将铁磁性基体置于浓度1%的na2co3溶液中充分搅拌2min，置于清水中并在超声波清洗器中清洗10min，然后将铁粉常温下置于浓度0.6%的hcl溶液中活化1min，去离子水冲洗，待用。

（1）将铁磁相基体均匀置于分散液中，得到铁磁相和分散液混合液，其中分散液为乙酰丙酮铁在无水乙醇中的浓度为2g/l溶液；

（2）将前处理过的金刚石磨料置于铁磁相和分散液混合液中，搅拌均匀后，得到前驱体料；

（3）将前驱体料80摄氏度烘干后进行高温热处理，高温处理温度为700摄氏度保温3h，升温速率为5度每分钟，及得到表面带有磁性的金刚石磨料；

（4）将带有磁性的金刚石磨料进行复合电镀，上砂时间为2h，在整个上砂及复合电镀金刚石步骤中，在电镀的针体基体上施加脉冲磁场，上砂一小时后停止施加磁场，复合电镀加厚步骤后得到金刚石镀件产品。得到的产品sem如图3所示，可以看到镀件表面金刚石颗粒分布均匀，颗粒大小在150微米左右，并且排列整齐，棱角分明。