专利名称：一种电镀金刚石制品胎体及其电镀工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金刚石制品的制造工艺，尤其是一种金刚石制品的胎体及 其电镀工艺。
背景技术：
金刚石制品的胎体是指制品中用于包镶金刚石并与制品基体连接的金属， 目前公知的金刚石制品胎体均采用电镀镍或者镍合金的方法形成，其中镍合金 限于镍钴、镍锰和镍钴锰合金胎体。
镍对金刚石具有良好的包镶性能，且其本身也具有较高的耐磨性，与制品 母体的连接性能好，易于电镀，因此镍作为电镀金刚石制品的胎体已经有了几 十年的历史，但镍是一种价格较高的有色金属，近十年来价格的上升使电镀镍
胎的成本上升了5倍以上。
发明内容
本发明的目的就是提供一种能够满足电镀金刚石制品胎体性能要求，同时 降低金刚石制品生产成本的胎体材料及电镀工艺，以解决现有技术的胎体材料 镍价格较高的问题。
本发明的技术方案是
一种金刚石制品的胎体，其特征在于该胎体由电镀的铁或铁镍合金构成。 一种所述的金刚石制品的胎体的电镀工艺，其特征在于采用的电镀液包
括硫酸亚铁和其它硫酸盐，或氯化亚铁和其它氯化物，或硫酸镍、硫酸亚铁和
氯化物。
所述的电镀液中的硫酸亚铁为150-210g/l;所述的其它硫酸盐为硫酸镁
125-200g/l，电镀液的PH二3.5-4.5，电镀温度25-35。C，电流密度0.5-2.5A/dm2。 所述的电镀液中的硫酸亚铁150-200g/h所述的其它硫酸盐为硫酸铵8(M20g/1， PH-5-5.5,电镀温度25-35。C，电流密度0.6-0.7A/dm2。
所述的电镀液中的硫酸亚铁铵350-450g/1， PH=2.8-3.5，电镀温度25-35。C，
电流密度2-2.5A/dm2。
所述的电镀液中的氯化亚铁350-400g/l;所述的其它氯化物为氯化钠20g/l，
氯化锰10g/l;还包括硼酸2-5g/l， PH= 1-1.5，电镀温度30-45°C，电流密度
5-1 OA/dm2 。
所述的电镀液中的氯化亚铁220-280g/1，所述的其它氯化物为氯化转或者氯 化钾180-200g/l， PH=5-5.5，电镀温度25-4(TC，电流密度2-5A/dm2。
所述的电镀液中的氯化亚铁350-380g/l，所述的其它氯化物为氯化锰 10-30g/I，以及氯化钠10g/l， PH=2.5-3，电镀温度30-35°C，电流密度1.5-3A/dm2。
所述的电镀液中的氯化亚铁300-350g/l，所述的其它氯化物为氯化锰 30-50g/l，另外还有氟硼酸10-15g/l; PH=2.5-3.5，电镀温度25-35""C，电流密度 3-5 A/dm2 。
以上电镀铁工艺所用阳极为纯铁。
所述的电镀液中的硫酸镍180-220g/l，硫酸亚铁20-40g/l，所述的氯化物为 氯化镍40-55g/1，氯化锰5-10g/1，另外还有硼酸40-50g/1，电镀液PH=3-4，电 镀温度40-45。C，电流密度2-5A/dm2，阳极镍铁比例6-10:1 。
所述的电镀液中的硫酸镍180-220g/l，硫酸亚铁30-50g/l，所述的氯化物为 氯化钠25-30g/l和氯化锰5-10g/l，另外还有硼酸40-50g/l， PH=3-4，电镀温度 40-45°C，电流密度2-4A/dm2，阳极镍铁比例6-10:1。
本发明采用镀铁和镀铁镍胎体，取得了以下技术效果
1. 电镀铁和含铁量30-60%铁镍合金或者其他铁合金均具有较高的硬度 (HRC35-50),对金刚石也具有良好的包镶性能。虽然其耐磨性比电镀镍稍差， 但有利于金刚石制品的出刃，提高金刚石制品的锋利度，特别适合金刚石钻头 和金刚石磨具的生产。
2. 用便宜的铁替代昂贵的镍，大大降低了电镀金刚石制品的生产成本。
图1为实现本发明的工艺流程图。
具体实施例方式
下面结合附图，以电镀金刚石钻头为例对本发明作进一步说明 l.配方选择根据岩层性质对电镀金刚石钻头性能的要求，对坚硬岩层采用
纯铁电镀胎体，对中硬岩层采用铁镍电镀胎体，并根据胎体性能要求通过调整
阳极的镍铁比例调整铁的含量。
本发明电镀铁或者铁合金的电镀工艺具有多种配方，只要能够取得电镀铁
或者铁合金的电镀方式都可以取得电镀金刚石制品的胎体，本发明考虑金刚石
制品生产过程中加金刚石的需要，选择了较低电镀温度的电镀铁和铁镍合金工艺。
以下是几种通常使用的镀铁和铁镍合金电镀金刚石制品电镀的配方和电镀 工艺，电镀采取的主盐包括硫酸亚铁和氯化亚铁
1. 硫酸亚铁镀铁配方和工艺
实施例l:硫酸亚铁180g/1，硫酸镁150g/1， PH=4.0，电镀温度3(TC，电流 密度1.5A/dm2。
实施例2:硫酸亚铁180g/l，硫酸铵100g/1， PH=5.2,电镀温度30。C，电流 密度0.6-0,7A/dm2。
实施例3:硫酸亚铁铵400g/1, PH=3.2，电镀温度30。C，电流密度2.2A/dm2。
2. 氯化亚铁镀铁配方和工艺
实施例4:氯化亚铁380g/l，氯化钠20g/l，氯化锰10g/l，硼酸4g/l， PH= 1.3，电镀温度38'C，电流密度7A/dm2。
实施例5:氯化亚铁250g/1，氯化钙190g/1， PH=5.2，电镀温度32。C，电流 密度3A/dm2 。
实施例6:氯化亚铁250g/1，氯化钾190g/1, PH=5.2，电镀温度32。C，电流 密度3.8A/dm2。
实施例7:氯化亚铁365g/l，氯化锰20g/l，氯化钠10g/l， PH=2.8,电镀温 度32。C，电流密度2.3A/dm2。
实施例8:氯化亚铁320g/l，氯化锰35g/1，氟硼酸12g/l， PH=3，电镀温度 30°C,电流密度4A/dm2。
上述的电镀铁的工艺中采用的阳极材料为纯铁。
3.铁镍合金电镀配方和工艺
实施例9:硫酸镍200g/1，氯化镍48g/1，硫酸亚铁30g/1，硼酸45g/l，氯化锰 8g/l， PH=3.5，电镀温度43。C，电流密度3A/dm2，阳极镍铁比例8:1。
实施例10:硫酸镍200g/1，氯化钠27g/1，硫酸亚铁40g/l，硼酸45g/l，氯化 锰5-10g/1， PH=3.5，电镀温度43r,电流密度3A/dm2，阳极镍铁比例7:1。
本发明的电镀工艺在具体的实施过程中，可以对电镀液的各个成分的比例 以及其他各工艺参数在一定的范围(如本发明在技术方案部分公开的有关参数范 围)内调整试验，以取得较好的电镀质量。
电镀液原材料可以通过化学试剂商店采购，各种试剂宜使用CP级，镀液配 制应使用蒸馏水，以保证镀液的可镀性能，镀液配制后应首先试镀，确定镀液 性能后方可用于制品电镀。根据制品的用途不一，基体可以采购或者自行加工， 采购或者加工好的基体经检验合格后方可使用，基体下槽电镀前必须将非电镀 面绝缘，并通过除油和活化后方可入电镀槽电镀。镶嵌金刚石是指将金刚石撤 布在电镀面上，让电镀金属将金刚石包镶的过程，根据不同的需要，所用的金 刚石是不同的。根据制品用途不同，镶嵌金刚石可以是一层(即一次)或者多层， 多层电镀时一般需要待一层金刚石被镀层包镶达到85-90%后再镶嵌第二层金刚 石，如电镀磨轮一般为一层，电镀金刚石钻头需要16-20层。制品最后一层金刚 石电镀包镶完成后出镀槽，然后进行后续整理和装饰处理。
电镀液配方采用CP级试剂，以蒸馏水配制，硼酸用8(TC温水溶解，镀液 配制好并过滤后试镀，试镀合格后作为正式电镀镀液用于钻头电镀。
2.生产过程
钻头基体自行加工，加工好的基体经验收合格后进行绝缘包扎，入槽前须 经除油和活化，活化后的基体经热水清洗后立即接上电镀电源，带电入准备好 的镀槽，经30min空镀后镶嵌第一层金刚石(下称上砂)，金刚石钻头的上砂分内 外保径上砂和端面上砂二部份，当内外径电镀达到尺寸要求时(一般需要3-4层 金刚石)，需用模具将内外径绝缘，继续端面部份上砂过程，根据金刚石粒度不 同，端面一般需要16-20层金刚石，金刚石粒度的选择是根据钻头所钻进的岩层 性质决定的。
权利要求
1、一种金刚石制品的胎体，其特征在于该胎体由电镀的铁或铁镍合金构成。
2、 一种权利要求l所述的金刚石制品的胎体的电镀工艺，其特征在于采 用的电镀液包括硫酸亚铁和其它硫酸盐，或氯化亚铁和其它氯化物，或硫酸镍、 硫酸亚铁和氯化物。
3、 根据权利要求2所述的金刚石制品的胎体的电镀工艺，其特征在于所 述的电镀液中的硫酸亚铁为150-210g/l;所述的其它硫酸盐为硫酸镁125-200g/l， 电镀液的PH二3.5-4.5，电镀温度25-35。C，电流密度0.5-2.5A/dm2。
4、 根据权利要求2所述的金刚石制品的胎体的电镀工艺，其特征在于所 述的电镀液中的硫酸亚铁150-200g/l;所述的其它硫酸盐为硫酸铵80-120g/l， PH =5-5.5，电镀温度25-35X:，电流密度0.6-0.7A/dm2。
5、 根据权利要求2所述的金刚石制品的胎体的电镀工艺，其特征在于所 述的电镀液中的硫酸亚铁铵350-450g/1， PH=2.8-3.5，电镀温度25-35。C，电流 密度2-2.5A/dm2。
6、 根据权利要求2所述的金刚石制品的胎体的电镀工艺，其特征在于所 述的电镀液中的氯化亚铁350-400g/l;所述的其它氯化物为氯化钠20g/l，氯 化锰10g/l;还包括硼酸2-5g/l， PH= 1-1.5，电镀温度30-45°C，电流密度 5-1 OA/dm2 。
7、 根据权利要求2所述的金刚石制品的胎体的电镀工艺，其特征在于所 述的电镀液中的氯化亚铁220-280g/l，所述的其它氯化物为氯化钙或者氯化钾 180-200g/l， PH=5-5.5，电镀温度25-40。C，电流密度2-5A/dm2。
8、 根据权利要求2所述的金刚石制品的胎体的电镀工艺，其特征在于所 述的电镀液中的氯化亚铁35O-380g/1，所述的其它氯化物为氯化锰10-30g/l，以 及氯化钠10g/1， PH=2.5-3，电镀温度30-35。C，电流密度1.5-3A/dm2。
9、 根据权利要求2所述的金刚石制品的胎体的电镀工艺，其特征在于所 述的电镀液中的氯化亚铁30O-350g/1，所述的其它氯化物为氯化锰30-50g/l,另 外还有氟硼酸10-15g/l; PH=2.5-3.5，电镀温度25-35。C，电流密度3-5A/dm2。
10、 根据权利要求2 9任何一项所述的金刚石制品的胎体的电镀工艺，其 特征在于所用阳极为纯铁。
11、 根据权利要求2所述的金刚石制品的胎体的电镀工艺，其特征在于所述的电镀液中的硫酸镍180-220g/l,硫酸亚铁20-40g/l，所述的氯化物为氯化 镍40-55g/1，氯化锰5-10g/1，另外还有硼酸40-50g/l，电镀液PH=3-4，电镀温 度40-45t:，电流密度2-5A/dm2，阳极镍铁比例6-10:1。
12、 根据权利要求2所述的金刚石制品的胎体的电镀工艺，其特征在于 所述的电镀液中的硫酸镍180-220g/l，硫酸亚铁30-50g/l，所述的氯化物为氯化 钠25-30g/l和氯化锰5-10g/l，另外还有硼酸40-50g/l， PH=3-4，电镀温度 40-45°C，电流密度2-4A/dm2，阳极镍铁比例6-10:1 。
全文摘要
一种金刚石制品的胎体及其电镀工艺，其特征在于该胎体由电镀的铁或铁镍合金构成，该电镀工艺采用的电镀液包括硫酸亚铁和其它硫酸盐，或氯化亚铁和其它氯化物，或硫酸镍、硫酸亚铁和氯化物。本发明的有益效果是电镀铁和含铁量30-60％铁镍合金或者其他铁合金均具有较高的硬度(HRC35-50)，对金刚石也具有良好的包镶性能。虽然其耐磨性比电镀镍稍差，但有利于金刚石制品的出刃，提高金刚石制品的锋利度，特别适合金刚石钻头和金刚石磨具的生产；用便宜的铁替代昂贵的镍，大大降低了电镀金刚石制品的生产成本。
文档编号C25D15/00GK101338441SQ20081014711
公开日2009年1月7日 申请日期2008年8月19日 优先权日2008年8月19日
发明者兰桥昌 申请人:兰桥昌