一种新型电镀金刚石线锯的制作方法

本发明属于磨料磨具领域，具体涉及一种新型电镀金刚石线锯。

背景技术：

与传统游离磨料切割工艺相比，电镀金刚石线锯切割工艺具有环保、高效等诸多优点。目前，电镀金刚石线锯在陶瓷、石材、玻璃、单晶硅、宝石、水晶等硬脆性材料切割加工领域应用愈加广泛。

电镀金刚石线锯通常由基线、电镀在基线上的电镀金属层和嵌设在电镀金属层内的金刚石磨料构成，其制备工艺流程一般为：基线预处理→预镀→上砂→加厚→后处理。电镀过程是利用电镀液金属离子在阴极获得电子而沉积在基线上形成电镀金属层。基线经预处理后，通过预镀工艺形成一定厚度的预镀金属层，通过上砂工艺使金刚石微粉磨料落至预镀金属层上，之后通过电镀加厚过程，将磨粒埋铸起来形成金刚线，单层结构决定了其可以达到很高的工作速度，在高速切割领域占据着重要地位。

金刚石微粉的自身强度和电镀金属层对金刚石微粉的把持力直接影响着电镀金刚石线锯的切割性能和使用寿命。金刚石微粉若自身强度弱，则不能有效发挥切割性能而提前破碎或脱落，导致产品使用寿命短；若强度过高，金刚石微粉自锐性较差，导致产品切割钝化，切割效率降低。电镀金属层与金刚石微粉结合面上不存在牢固的化学冶金结合，微粉只是被机械包埋镶嵌镀层金属里，由于金刚石微粉表面较为平滑，通常采用加大电镀金属(加厚层)的厚度提高其对金刚石微粉的把持强度。若电镀金属层厚度太薄，金刚石微粉容易脱落，导致产品提前失效；若电镀金属层太厚，金刚石微粉出刃高度减小，切割过程中，容屑空间不足，容易发生堵塞，散热效果差，工件表面质量差，同时，金刚石微粉参与切割的有效高度减小，导致金刚石微粉材料浪费严重，产品使用寿命缩短。在保持单层电镀金刚石线锯使用寿命的前提下，如何实现金刚石微粉的高自锐性是目前行业亟需解决的难题。

目前，电镀金刚石线锯等电镀磨具的使用寿命和切割效率往往难以兼顾，在实际应用中的应用效果仍不理想。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种新型电镀金刚石线锯，从而解决现有电镀金刚石线锯无法兼顾制品的使用寿命和切割效率的问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种新型电镀金刚石线锯，包括基线、电镀层和嵌设在电镀层内的金刚石磨粒，所述金刚石磨粒由包括以下步骤的方法制备而成：

1)将金刚石微粉在真空环境或保护气氛下于800-1000℃进行热腐蚀，得到热腐蚀金刚石；

2)将热腐蚀金刚石进行超声或球磨处理，得到超声或球磨处理金刚石；

3)利用强酸液对超声或球磨处理金刚石进行处理。

本发明提供的新型电镀金刚石线锯，通过对初始金刚石微粉进行加热，使金刚石磨粒表层的缺陷或薄弱部位产生腐蚀，经超声或球磨处理，可利用超声作用或粉料间的机械碰撞，去除微粉表面附着物，进一步利用强酸处理，可去除不耐强酸的腐蚀产物而使金刚石的碳结构得到保留，最终得到电镀金刚石线锯用金刚石磨粒。

该金刚石磨粒表面凸凹不平，呈蜂窝状，增大了金刚石微粉的表面积，使电镀金属层与金刚石微粉之间的结合面积加大，从而提高了电镀金属层对金刚石微粉的把持强度，进而可加大金刚石微粉的出刃高度，提高电镀金刚石线锯的使用寿命。

该金刚石磨粒降低了磨粒表层的强度，在使用过程中受力易发生破碎，从而使金刚石微粉出现新的切削刃，增强了自锐性，使相应的磨具制品更加锋利。

步骤1)中，为更好的控制热腐蚀程度，优化金刚石微粉的表层结构，优选的，所述热腐蚀的时间为10-20min。

步骤2)中，主要是利用超声或粉料之间的机械碰撞作用，去除结合不牢固的表面附着物。超声或球磨过程控制脱落的腐蚀产物不再增加即可，一般情况下，采用超声处理，超声处理的处理液为酒精。超声处理的频率为5-10khz，时间为5-15min。

步骤3)中，强酸液处理的作用是将腐蚀产物或金刚石表层不耐强酸的部分清除，从而降低上述物质对金刚石结构和后续电镀的不良影响。为优化强酸液的处理效果，优选的，所述强酸液为王水。使用强酸液进行处理的时间为10-30min。

使用强酸液进行处理后，再经水洗、烘干，即得电镀金刚石线锯用金刚石磨料。

在上述电镀金刚石线锯用金刚石磨料的基础上，可利用现有工艺将金刚石微粉固结于基线上，实现金刚石微粉与基线的牢固结合，制备成新型电镀金刚石线锯。

本发明提供的电镀金刚石线锯，通过金刚石磨粒的设计，提高了磨料的把持强度；提高了金刚石磨粒的自锐性，实现了电镀金刚石线锯使用寿命和切割效率的兼顾。

上述电镀金刚石线锯用金刚石磨料的应用不限于电镀金刚石线锯，其他电镀磨具制品，如电镀金刚石砂轮等也可以使用，其也可以达到预期的使用寿命和切割效率的改善效果。

附图说明

图1为实施例1的电锯金刚石线锯的结构示意图；

图2为实施例1的金刚石磨粒的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的实施方式作进一步说明。

实施例1

本实施例的新型电镀金刚石线锯，结构示意图如图1所示，包括基线4，由内到外依次包覆在基线上的预镀金属层3和加厚金属层2，加厚金属层内嵌设有本实施例的金刚石磨粒1。本实施例得到的金刚石磨粒的结构示意图如图2所示，经热蚀、强酸处理后，表面呈现蜂窝状的热蚀凹坑，金刚石磨粒表面凸凹不平，加大了表面积；同时，降低了金刚石磨料表层的强度，在使用过程中易发生破碎，从而使金刚石微粉出现新的切削刃，增强了自锐性，使线锯更加锋利。

本实施例的金刚石磨粒，采用以下步骤进行制备：

1)将金刚石微粉置于酒精中，超声波清洗并烘干；将烘干后的金刚石微粉在氩气气氛中加热至900℃，保温10min，得到热蚀金刚石磨料；

2)将热蚀金刚石磨料在酒精中进行超声处理，超声处理的频率为5khz，时间为15min，得到超声处理磨料；

3)在室温下利用王水对超声处理磨料进行处理，处理的时间为30min，之后再经水洗、烘干，即得。

在本实施例的金刚石磨料的基础上，参考现有基线预处理→预镀→上砂→加厚→后处理的工艺制备电镀金刚石线锯。

实施例2

本实施例的新型电镀金刚石线锯，结构与实施例1相同，所用金刚石磨粒采用以下步骤进行制备：

1)将金刚石微粉置于酒精中，超声波清洗并烘干；将烘干后的金刚石微粉在真空环境中加热至800℃，保温15min，得到热蚀金刚石磨料；

2)将热蚀金刚石磨料在酒精中进行超声处理，超声处理的频率为10khz，时间为5min，得到超声处理磨料；

3)在室温下利用王水对超声处理磨料进行处理，处理的时间为20min，之后再经水洗、烘干，即得。

参考实施例1的方法制备电镀金刚石线锯制品。

以上实施例的电镀金刚石线锯在保证切割性能的基础上，因提高了磨料的把持强度，优化了金刚石微粉的自锐性，使线锯更为锋利，且使用寿命更长。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种新型电镀金刚石线锯。该电镀金刚石线锯包括基线、电镀层和嵌设在电镀层内的金刚石磨粒，金刚石磨粒的制备包括：1)将金刚石微粉在真空环境或保护气氛下于800‑1000℃进行热腐蚀，得到热腐蚀金刚石；2)将热腐蚀金刚石进行超声或球磨处理，得到超声或球磨处理金刚石；3)利用强酸液对超声或球磨处理金刚石进行处理。本发明提供的电镀金刚石线锯，通过金刚石磨粒的设计，提高了磨料的把持强度；提高了金刚石微粉的自锐性，实现了电镀金刚石线锯使用寿命和切割效率的兼顾。

技术研发人员：闫宁;邢波;赵延军;祝小威;陈学彬
受保护的技术使用者：郑州磨料磨具磨削研究所有限公司
技术研发日：2018.07.18
技术公布日：2018.12.18