金刚石涂层硬质合金的加工方法和硬质合金刀具加工方法与流程

本申请涉及表面电镀技术领域，特别是涉及一种金刚石涂层硬质合金的加工方法和硬质合金刀具加工方法。

背景技术：

硬质合金由于具有较好硬度、韧性和强度综合性能，是目前使用广泛的刀具材料。但随着现代加工业朝着高精度、高速切削、干式切削等方向发展，对硬质合金刀具提出了更高的要求。

金刚石是一种碳元素组成的矿物，是自然界天然存在的硬度最大的物质。因此，在硬质合金刀具表面涂覆金刚石，应可有效提升刀片的切削能力和耐磨性。

但由于硬质合金的粉末冶金工艺制造工艺，在对硬质合金表面进行酸洗后会造成表面脱钴，引起表面微孔，外露的碳化物也因脱钴而容易脱落，使得在镀前处理和电镀过程中容易渗入溶液，因此目前在硬质合金表面涂覆金刚石涂层存在结合力不好的问题。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够解决硬质合金表面涂覆金刚石涂层存在结合力不好问题的金刚石涂层硬质合金的加工方法和硬质合金刀具加工方法。

一种金刚石涂层硬质合金的加工方法，所述方法包括：

将硬质合金置于电镀液中；所述电镀液中包含：镀层金属离子和金刚石微粉；

将所述硬质合金连接电源的阴极，所述电源的阳极置于所述电镀液中；

通电预设时间之后，得到金刚石涂层硬质合金。

在其中一个实施例中，还包括：对所述硬质合金进行阳极微蚀。

在其中一个实施例中，还包括：对所述硬质合金去油、去锈处理。

在其中一个实施例中，还包括：将硬质合金放置于第一溶液中；所述第一溶液配比为：10-50g/l氢氧化钠溶液，磷酸三钠5-50g/l，op乳化剂1-3g/l；将硬质合金作为阳极，第一溶液温度为30-50℃，采用1-10a/dm²电流在第一溶液中电解3-8分钟；取出电解之后的硬质合金，采用大于800目的砂纸将表面打磨干净。

在其中一个实施例中，还包括：将硬质合金放置于第二溶液中除油；第二溶液的温度为：30-50℃，放置时间为：5-20min，第二溶液配比为：0-50g/l氢氧化钠，磷酸三钠0-50g/l，op乳化剂1-3g/l。

在其中一个实施例中，还包括：将硬质合金放置与第三溶液中除锈；放置时间为：10s-100s，第三溶液配比为：盐酸10-50ml/l,缓蚀剂0-3g/l。

在其中一个实施例中，还包括：将硬质合金置于电镀液中；所述电镀液的温度为：50-65℃，电镀液配比为：70-110g/l镍离子，10-30g/l氯化镍，30-40g/l硼酸，ph：3.8-4.5，金刚石微粉浓度10-100ct/l。

在其中一个实施例中，还包括：将硬质合金置于所述电镀液中进行电解，得到金刚石涂层硬质合金；电解时间为：5-20min，电解电流为：1-15a/dm²。

在其中一个实施例中，还包括：搅拌所述电镀液。

一种硬质合金刀具加工方法，所述加工方法包括：

将硬质合金刀具的刀刃之外的区域通过隔离胶带进行隔离；

将隔离的硬质合金刀具置于电镀槽中；所述电镀槽中设置有电镀液、电极以及用于固定使刀片悬浮于电镀液中的工装；所述电镀液中包括：镀层金属离子和金刚石微粉；

将硬质合金刀具作为电镀的阴极，所述电极作为阳极，通电进行电镀，得到具备金刚石涂层到的硬质合金刀具。

在其中一个实施例中，还包括：搅拌电镀液。

上述金刚石涂层硬质合金的加工方法和硬质合金刀具加工方法，通过电镀法，电镀液配比中包括有镀层金属离子和金刚石微粉，电镀时，镀层金属离子慢慢的镀覆于硬质合金表面，与沉积于硬质合金表面的金刚石微粉结合，金刚石微粉被包括在镀层中，与硬质合金合为一体。本实施例的技术方案，金刚石微粉通过镀层与硬质合金合为一体，提高了金刚石微粉与硬质合金的结合力。

附图说明

图1为一个实施例中金刚石涂层硬质合金的加工方法的流程示意图；

图2为另一个实施例中金刚石涂层硬质合金的加工方法的流程示意图；

图3为一个实施例中硬质合金刀具加工方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种金刚石涂层硬质合金的加工方法，加工包括以下步骤：

步骤102，将硬质合金置于电镀液中。

电镀液中包括：镀层金属离子和金刚石微粉，镀层金属可以选择铬、镍、锌等，金刚石微粉指的是颗粒度细于36/54(单晶/多晶)微米的金刚石颗粒，通过在硬质合金上添加金刚石镀层，可以显著提高硬质合金的切削能力和使用寿命。

值得说明的是，在硬质合金进行电镀之前，还需要对硬质合金进行预处理，例如：清洗、打磨、酸洗等，以使硬质合金更容易与镀层结合。

另一方面，在配置电镀液时，可以根据需求配置电镀液配比，目的是使得镀层金属可以包裹金刚石微粉即可。

步骤104，将硬质合金连接电源的阴极，电源的阳极置于电镀液中。

阳极可以采用电解槽中的电极，电极无需是镀层金属，硬质合金沉浸在电镀液中，作为电镀工艺的阴极，由此可知，在通电时，电镀液中的镀层金属离子附着在阴极上，即镀层金属离子会慢慢附着在硬质合金上，由于电镀液中分布着金刚石微粉，将硬质合金放置于电镀液中时，金刚石微粉沉积在硬质合金表面，在电镀时，镀层金属离子析出，一同附着于硬质合金表面，完成硬质合金与金刚石微粉的结合。

步骤106，通电预设时间之后，得到金刚石涂层硬质合金。

通电时间可以根据电镀液配比设定，以可以得到一定厚度的镀层为准。

上述金刚石涂层硬质合金的加工方法，通过电镀法，电镀液配比中包括有镀层金属离子和金刚石微粉，电镀时，镀层金属离子慢慢的镀覆于硬质合金表面，与沉积于硬质合金表面的金刚石微粉结合，且被包括在镀层中，与硬质合金合为一体。本实施例的技术方案，金刚石微粉通过镀层与硬质合金合为一体，提高了金刚石微粉与硬质合金的结合力。

在其中一个实施例中，由于生产工艺的问题，硬质合金一般含油脂，这些油脂不易清洗，以及硬质合金表面存在微孔，因此，在电镀前，还需要对硬质合金进行预处理，以提高硬质合金与金刚石微粉的结合力。具体步骤如下：对硬质合金进行阳极微蚀处理。本实施例中，微蚀可以使得硬质合金表面不光滑，从而利于金刚石粉末沉积在硬质合金表面，同时增加结合力，另外，还可以降低表面的钴含量，增加界面结合力，有利于涂层附着。

在另一个实施例中，还需要对硬质合金进行去油去绣处理，去油可以去除硬质合金表面的油脂，利于涂层附着，去锈可以去除处理中表面的氧化层，利于涂层附着。

具体的，在进行微蚀时，具体的工艺条件为：将硬质合金放置于第一溶液中；第一溶液配比为：10-50g/l氢氧化钠溶液，磷酸三钠5-50g/l，op乳化剂1-3g/l，将硬质合金作为阳极，第一溶液温度为30-50℃，采用1-10a/dm²电流在第一溶液中电解5分钟，取出电解之后的硬质合金，采用大于800目的砂纸将表面打磨干净。本实施例，可以完全去除硬质合金表面的微孔，通过打磨使得硬质合金表面更加的光滑。

具体的，在进行去油时，具体的工艺条件为：将硬质合金放置于第二溶液中除油，第二溶液的温度为：30-50℃，放置时间为：5-20min，第二溶液配比为：0-50g/l氢氧化钠，磷酸三钠0-50g/l，op乳化剂1-3g/l。本实施例中，可以完全去除硬质合金表面的油脂。

具体的，在进行去锈处理时，具体的工艺条件为：将硬质合金放置与第三溶液中除锈；放置时间为：10s-100s，第三溶液配比为：盐酸10-50ml/l，缓蚀剂0-3g/l。本实施例，硬质合金表面容易形成一层氧化层，从而影响硬质合金表面与镀层的结合力，通过去锈处理，可以去除硬质合金表面的氧化层。

另外，在一个实施例中，在进行电镀时，电镀液配比具体为：70-110g/l镍离子，10-30g/l氯化镍，30-40g/l硼酸，ph：3.8-4.5，金刚石微粉浓度10-100ct/l。本实施例中，镍离子可以通过硫酸镍、氨基磺酸镍得到，保持电镀液的ph值可以确保金刚石微粉不聚团，从而达到更好的电镀效果。本实施例中，还可以设置电镀液的温度为50-65℃，以加快电镀液中金属离子的运动，使得镀层金属离子更好的附着在阴极硬质合金表面。

具体的，电解的工艺条件如下：将硬质合金置于电镀液中进行电解，得到金刚石涂层硬质合金；电解时间为：5-20min，电解电流为：1-15a/dm²。

在另一个具体实施例中，在电镀之前，还需要搅拌电镀液，使得金刚石微粉在电镀液中分布更均匀，得到更好的电镀效果。

以下结合一具体实施例，对本发明的加工流程进行说明：

如图2所示，提供一种具体金刚石涂层硬质合金的加工方法的流程示意图，具体步骤如下：

步骤202，阳极微蚀，将硬质合金放置于第一溶液中(第一溶液配比：10-50g/l氢氧化钠溶液中，磷酸三钠5-50g/l，op乳化剂1-3g/l)，温度为30-50℃，硬质合金作为阳极，按1-10a/dm²电流电解5分钟，然后取出硬质合金，用≧800目的砂纸将表面打磨干净。

步骤204，除油处理，将硬质刀具放置于第二溶液中除油，温度为30-50℃，时间5-20min，第二溶液配比：0-50g/l氢氧化钠，磷酸三钠0-50g/l，op乳化剂1-3g/l。

步骤206，除锈处理，将除油洗净的硬质合金放入第三溶液中除锈，时间10s-100s,温度常温，第三溶液配比：盐酸10-50ml/l,缓蚀剂0-3g/l。

步骤208，搅拌，搅动电镀液，使金刚石微粉均匀分散在电镀液中，然后停止搅拌，2分钟后开始电镀。

步骤210，电镀，将除锈洗净的刀具进行电镀沉积金刚石，电镀液温度50-65℃，时间5-20min，电流1-15a/dm²，电镀液液配比为：70-110g/l镍(硫酸镍、氨基磺酸镍)，10-30g/l氯化镍，30-40g/l硼酸，ph：3.8-4.5，金刚石浓度10-100ct/l。

本实施例中，镍从电镀液中析出镀覆于硬质合金表面，金刚石包裹在镍层中，一同被镀覆在硬质合金表面。

应该理解的是，虽然图2和3的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2和3中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图3所示，提供了一种硬质合金刀具加工方法，加工方法包括：

步骤302，将硬质合金刀具的刀刃之外的区域通过隔离胶带进行隔离。

由于刀具只需要将刀刃进行电镀，因此可以将除刀刃之外的区域进行隔离。

步骤304，将隔离的硬质合金刀具置于电镀槽中。

电镀槽中设置有电镀液、电极以及用于固定使刀片悬浮于电镀液中的工装；电镀液中包括：镀层金属离子和金刚石微粉。

步骤306，将硬质合金刀具作为电镀的阴极，电极作为阳极，通电进行电镀，得到具备金刚石涂层到的硬质合金刀具。

本发明实施例，硬质合金刀具置于电镀液中时，金刚石微粉沉积与硬质合金刀具表面，然后通过电镀的方式，镀层金属离子慢慢的镀覆于硬质合金刀具刀刃表面，完成金刚石微粉、镀层金属、刀刃表面的结合，且被包括在镀层中，与刀刃合为一体，使得硬质合金刀具的刀刃具有金刚石镀层，从而提升硬质合金刀具的使用寿命和切削能力。

在其中一个实施例中，在电镀之前，还需要搅拌电镀液，使得电镀液中金刚石微粉均匀分布于液体中。

以下以一个具体实施例，对本发明硬质合金刀具加工方法的工艺流程进行说明：

步骤402，使用隔离胶带对硬质合金刀具除刃口外的其他部位进行覆盖，防止与电镀液进行接触。

步骤404，阳极微蚀，将硬质刀具放置于第一溶液中(第一溶液配比：10-50g/l氢氧化钠溶液中，磷酸三钠5-50g/l，op乳化剂1-3g/l)，温度为30-50℃，刀具作为阳极，按1-10a/dm²电流电解5分钟，然后取出刀具，用≧800目的砂纸将表面打磨干净。

步骤406，去油处理，将硬质刀具放置于第二溶液中除油，温度为30-50℃，时间5-20min，第二溶液配比：0-50g/l氢氧化钠，磷酸三钠0-50g/l，op乳化剂1-3g/l。

步骤408，除锈处理，将除油洗净的刀具放入第三溶液中除锈，时间10s-100s,温度常温，第二溶液配比：盐酸10-50ml/l，缓蚀剂0-3g/l。

步骤410，电镀时，先搅动电镀液，使金刚石微粉均匀分散在电镀液中，然后停止搅拌，2分钟后开始电镀。

步骤412，将除锈洗净的刀具进行电镀沉积金刚石，温度50-65℃，时间5-20min,电流1-15a/dm²电镀液配比为：70-110g/l镍(硫酸镍、氨基磺酸镍)，10-30g/l氯化镍，30-40g/l硼酸，ph：3.8-4.5，金刚石浓度10-100ct/l。

本发明实施例，镍从电镀液中析出镀覆与刃口表面，金刚石包裹在镍层中，一同被镀覆在刃口表面。

另外，本发明的上述实施例中，采用电镀的形式给硬质合金刀具刀刃增加金刚石涂层，操作简单，不限于刀刃的形状、大小，只需要将硬质合金刀具置于电解液中，即可以均匀的得到金刚石涂层，而传统的金刚石涂层是采用cvd技术在表面沉积金刚石涂层，受刀刃的形状、尺寸影响较大，不利于获得均匀的金刚石涂层。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。