电镀磨料法是制造超硬磨料工具的常用方法
2008/11/14/08:51摘要：电镀磨料法是制造超硬磨料工具的常用方法，电镀质量直接影响到电镀超硬磨料工具的寿命和使用性能，而电镀工艺是影响电镀质量的主要因素。文中首先对原有的电镀基础工艺中镀前处理及镀底镍工序进行了改进，提出了镀前处理中增加去毛刺、电化学除油、阳极处理等过程及镀底镍工序中带电入槽和冲击电流的一套新的电镀工艺，并进行了实验研究，结果表明：新的工艺增强了镀层的结合力，提高了电镀质量；其次实验研究了电镀液配方及电流密度、镀液温度、pH值等工艺参数对电镀质量的影响，并得到了优化结果。
关键词：电镀工艺；超硬磨料；电镀液；正交试验
1引言
电镀磨料法是1960年代发展起来的一种新的制造超硬磨料工具的方法。对于超硬磨料来说，比如金刚石，由于其不可电镀性，使得电镀工艺的实质是“电铸”，其过程是电镀液金属离子在阴极获得电子而沉积在基体上，而后不断沉积生长，于是落在基体上面的金刚石磨粒被沉积的粘结金属埋铸起来，形成工具。在电镀磨料法中电镀金属结合剂单层超硬磨料砂轮应用日益广泛，不仅用其磨削工件表面(特别是成形回转表面)，而且用来修整普通砂轮(此时称滚轮)。电镀质量直接决定了电镀超硬磨料工具的使用性能和使用寿命，金刚石磨粒与基体之间没有结合力作用，而仅靠基体与粘结金属之间的作用。因此，解决电镀质量的工艺问题，实质上就是解决金属电镀工艺问题。使用传统的工艺，在电镀过程中经常会出现镀层不均匀、结合强度弱等问题，为此，国内外学者仍在进行电镀工艺的研究工作。
2电镀工艺分析及其改进
2.1电镀基本工艺分析
电镀金属是利用电解的方法使金属合金沉积在工件表面上，以形成均匀、致密、结合力良好的金属的过程。电镀必须具备外加直流电源，以及由特定的电镀液和特定的金属阳极组成的电镀装置。
以纯镍作为金属阳极，镍盐为电镀液，则电镀粘结金属的电极反应如下：
(1)阳极反应：金属镍失去电子，变成二价镍离子进入镀液，保证了镀液中镍离子的正常补充；
(2)阴极反应：镍离子从镍盐电镀液中沉积到电镀基体的工作面上。
电镀液主要由主盐、导电液、缓冲剂、氯化物和添加剂等五大组成部分。
任何一个完整的电镀工艺过程一般都包括三个阶段：镀前处理、电镀、镀后处理。采用电镀法制作单镀层磨料磨具，工艺路线是：基体镀前处理→镀底镍→上砂(固砂)→镀装饰镍(加厚)。
在整个电镀过程中，影响电镀质量的因素有：(1)粘结金属与基体间的结合力；(2)电镀基体的工作面上，镀层的厚度不均匀和没有细致的结构；(3)镀层没能达到规定的厚度，并且具有一定量的孔隙；
影响因素中的第一个因素就是和镀前处理有关，而镀前处理是最主要的影响因素。日本电镀界人士统计过，电镀层结合不好，有90%以上是由于镀前处理不良所致。镀前处理不良严重影响了电镀件的使用寿命。由于镀前处理的每道工序都会直接影响镀层质量。因此，镀前处理的每道工序必须严格进行。只有这样，才能获得均匀性，表面完整性好和结合力强的镀层，从而提高电镀砂轮的使用寿命和加工精度。
在镀前处理方面，国外目前有专门的酸、碱处理添加剂。大部分的除油、酸洗都采用多次电解处理。另外采用40℃～46℃的低温除油，而我国大多在60℃～90℃除油，对常温和低温除油曾引起重视，但未获得全面推广应用。对镀前产品采用机械研磨和机械清洗来提高产品质量，在我国还未受重视。
