專利名稱：一種表面改性金剛石的金剛石線鋸生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種金剛石金剛石線鋸生產(chǎn)方法，特指系一種表面改性金剛石的金剛石線鋸生產(chǎn)方法。屬于金剛石表面導(dǎo)電化處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
硬脆材料如硅晶體、寶石、石材、石英晶體、稀土磁性材料等近年得到了高速發(fā)展，而切割加工是這些材料加工過程的關(guān)鍵工序，其主要技術(shù)要求為高效率、低成本、窄切縫、無損傷、無污染等。與其它切割方法相比較，金剛石線切割加工是最優(yōu)的方法。
當(dāng)前，脆性材料的線切割加工大多采用將金剛石微粉均勻分散于具有一定粘度的切削液中，在鋼絲的高速帶動下，金剛石微粉顆粒粘附在鋼絲線表面實施切割，屬于高硬質(zhì)點游離式切割。這種切割方式下金剛石利用率、切割效率和切割能力等都低；切屑與金剛石粉末混雜分離困難，造成嚴重的環(huán)境污染與高的生產(chǎn)成本。而用電鍍金剛石線做為線鋸切割工具，可以很好的解決這些問題。但是，如果直接采用復(fù)合電鍍金剛石方法生產(chǎn)電鍍金剛石線，由于金剛石是絕緣材料，其在鍍液中的運動方向不受電場的控制，僅僅依靠懸浮在鍍液中的金剛石微粉隨鍍液流動，碰觸到金屬線時，被鍍層吸附，才能在運動的很小的金屬線上實現(xiàn)沉積，特別當(dāng)金剛石粒徑在20μm以上時，金剛石自身重量增加，即使金剛石微粉碰觸到金屬線，被鍍層吸附的可能性也大幅度降低，致使其更難沉積，因此，現(xiàn)有復(fù)合電鍍法生產(chǎn)電鍍金剛石線的方法存在金剛石顆粒沉積密度低、生產(chǎn)效率低、電鍍層對金鋼石顆粒的把持力低等問題，造成高品質(zhì)電鍍金剛石線的批量生產(chǎn)難以實現(xiàn)。無法滿足日益擴大的市場需求。日需求量在50-80萬米的切割用電鍍金剛石線，不得不采用落后的金剛石微粉游離切割方法。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種工藝方法簡單，操作方便，金剛石顆粒在金屬線上沉積速度快、沉積均勻性好、沉積密度高，電鍍層對金鋼石顆粒的把持力高的表面改性金剛石的金剛石線鋸生產(chǎn)方法。
本發(fā)明一種表面改性金剛石的金剛石線鋸生產(chǎn)方法，包括下述步驟 第一步金剛石表面預(yù)處理 首先，將金剛石微粉置于堿性溶液中去除表面油脂后，清水洗滌；然后，置于強酸溶液中去除表面金屬氧化物后，清水洗滌； 第二步金剛石表面陽離子化 將第一步處理后的金剛石微粉置于陽離子型表面活性劑溶液中，對陽離子型表面活性劑溶液施加0.1～2V的正電位，陽離子型表面活性劑的陽離子在電泳的作用下，以金剛石微粒為中心，在金剛石表面形成一層帶有正電荷的薄膜； 第三步金剛石線鋸的復(fù)合電鍍。
以電鍍鎳瓦特溶液為電鍍液，鋼絲繩為陰極，電鍍電壓為2.25～7.55V，將表面陽離子化金剛石微粉按電鍍液質(zhì)量的0.1％～1.0％添加；即制得本發(fā)明復(fù)合金剛石線鋸。
本發(fā)明中，所述金剛石微粉的粒度為5～150μm。
本發(fā)明中，所述堿性溶液是濃度為5～10％的氫氧化鈉或碳酸鈉溶液中的一種。
本發(fā)明中，所述強酸溶液是濃度為3～6％的王水。
本發(fā)明中，所述陽離子型表面活性劑是濃度為1～15g/l的十六烷基三甲基氯化銨溶液。
本發(fā)明采用上述工藝方法，生產(chǎn)出高品質(zhì)的電鍍金剛石線，具有以下優(yōu)點 1、基于用季胺型陽離子表面活性劑對金剛石進行導(dǎo)電化處理，使金剛石顆粒在電場作用下，可以在鍍液中有序運動，因此，可以對粒度較大的金剛石實現(xiàn)在金屬線表面的電鍍沉積，不受金剛石顆粒大小的影響；從而，可以根據(jù)被加工材料性能、被加工件尺寸和加工設(shè)備等，選用不同粒徑的金剛石微粉、選擇合適直徑的鋼絲繩進行電鍍。
2、工藝操作簡單，成本低，本方法采用表面活性劑堅金剛石微粉進行表面導(dǎo)電化處理，相比真空鍍鏌、化學(xué)鍍、粉末冶金等方法，無須投入較大的設(shè)備與原料，工藝操作簡單，成本低，具有很好的應(yīng)用前景。
3、表面活性劑吸附在金剛石表面，降低了金剛石這種非極性物質(zhì)與水溶液界面的表面能，在進行復(fù)合鍍時，被鍍金屬沿著金屬線與金剛石表面的活性層粒子為活性生產(chǎn)點，結(jié)晶生長成鍍層，鍍層與金剛石的界面呈現(xiàn)浸潤型界面，Ni鍍層對金剛石把持能力大，金剛石線鋸壽命長。同時，表面陽離子化，金剛石重量不增加的情況下，金剛石在電泳的作用下沉積，沉積密度高，切割能力強。
4、金剛石微粉利用率高，對脫落、隨溶液帶走的金剛石，通過收集后，按本發(fā)明所述方法進行相對簡單的處理，可再次用于金剛石線鋸的生產(chǎn)。
綜上所述，本發(fā)明工藝方法簡單，操作方便，金剛石顆粒在金屬線上沉積速度快、沉積均勻性好、沉積密度高，電鍍層對金鋼石顆粒的把持力高，金剛石微粉利用率高?？蓪崿F(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，提供了一種高效、快速生產(chǎn)金剛石線鋸的方法。

具體實施例方式 下面結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明作進一步詳細說明。
實施例1 第一步金剛石表面預(yù)處理 首先，將粒度為5～10μm的金剛石微粉置于濃度為5％的氫氧化鈉溶液中去除表面油脂后，清水洗滌3-5次；然后，置于3％的王水中去除表面金屬氧化物后，清水洗滌3-5次； 第二步金剛石表面陽離子化 將第一步處理后的金剛石微粉置于濃度為1g/L十六烷基三甲基氯化銨溶液中，十六烷基三甲基氯化銨離解為十六烷基三甲基銨離子、氯離子，對溶液施加0.1V的正電位，在電場作用下，其中的十六烷基三甲基銨陽離子在電泳的作用下，以金剛石微粒為中心，在金剛石表面形成一層帶有正電荷的薄膜； 第三步金剛石線鋸的復(fù)合電鍍 以電鍍鎳瓦特溶液為電鍍液，鋼絲繩為陰極，電鍍電壓為2.25V，將表面陽離子化金剛石微粉按電鍍液質(zhì)量的0.1％％添加；即制得本發(fā)明復(fù)合金剛石線鋸。其主要指標對比如下 實施例2 第一步金剛石表面預(yù)處理 首先，將粒度為50～60μm的金剛石微粉置于濃度為7％的碳酸鈉溶液中去除表面油脂后，清水洗滌3-5次；然后，置于4％的王水中去除表面金屬氧化物后，清水洗滌3-5次； 第二步金剛石表面陽離子化 將第一步處理后的金剛石微粉置于濃度為7g/L的十六烷基三甲基氯化銨溶液中十六烷基三甲基氯化銨離解為十六烷基三甲基銨離子、氯離子，對溶液施加1.1V的正電位，在電場作用下，其中的十六烷基三甲基銨陽離子在電泳的作用下，以金剛石微粒為中心，在金剛石表面形成一層帶有正電荷的薄膜 第三步金剛石線鋸的復(fù)合電鍍 以電鍍鎳瓦特溶液為電鍍液，鋼絲繩為陰極，電鍍電壓為3.55V，將表面陽離子化金剛石微粉按電鍍液質(zhì)量的0.5％添加；即制得本發(fā)明復(fù)合金剛石線鋸。其主要指標對比如下 實施例3 第一步金剛石表面預(yù)處理 首先，將粒度為140～150μm的金剛石微粉置于濃度為10％的氫氧化鈉或碳酸鈉溶液中去除表面油脂后，清水洗滌3-5次；然后，置于6％的王水中去除表面金屬氧化物后，清水洗滌3-5次； 第二步金剛石表面陽離子化 將第一步處理后的金剛石微粉置于濃度為15g/L十六烷基三甲基氯化銨溶液中十六烷基三甲基氯化銨離解為十六烷基三甲基銨離子、氯離子，對溶液施加2V的正電位，在電場作用下，其中的十六烷基三甲基銨陽離子在電泳的作用下，以金剛石微粒為中心，在金剛石表面形成一層帶有正電荷的薄膜 第三步金剛石線鋸的復(fù)合電鍍 以電鍍鎳瓦特溶液為電鍍液，鋼絲繩為陰極，電鍍電壓為7.55V，將表面陽離子化金剛石微粉按電鍍液質(zhì)量的1.0％添加；即制得本發(fā)明復(fù)合金剛石線鋸。
所述方法生產(chǎn)電鍍金剛石線，生產(chǎn)效率為400～500m/h，鋼絲線上金剛石密度≥5顆/mm，采用制備的復(fù)合金剛石線鋸在往復(fù)式金剛石線鋸機上切割硅棒，切割走線速度為900m/min，實施60片同步切割。切縫比線徑寬≤0.05mm，切片翹曲度≤5μm，經(jīng)過兩次切割，線徑磨損≤0.01mm，具有良好的切割力。對比例采用常規(guī)生產(chǎn)工藝，由于金剛石顆粒大，金剛石未經(jīng)表面導(dǎo)電化改性處理，不能有效將金剛石顆粒電鍍到金屬線上。
權(quán)利要求
1.一種表面改性金剛石的金剛石線鋸生產(chǎn)方法，包括下述步驟
第一步金剛石表面預(yù)處理
首先，將金剛石微粉置于堿性溶液中去除表面油脂后，清水洗滌；然后，置于強酸溶液中去除表面金屬氧化物后，清水洗滌；
第二步金剛石表面陽離子化
將第一步處理后的金剛石微粉置于陽離子型表面活性劑溶液中，對陽離子型表面活性劑溶液施加0.1～2V的正電位，陽離子型表面活性劑的陽離子在電泳的作用下，以金剛石微粒為中心，在金剛石表面形成一層帶有正電荷的薄膜；
第三步金剛石線鋸的復(fù)合電鍍
以電鍍鎳瓦特溶液為電鍍液，鋼絲繩為陰極，電鍍電壓為2.25～7.55V，將表面陽離子化金剛石微粉按電鍍液質(zhì)量的0.1％～1.0％添加；即制得本發(fā)明復(fù)合金剛石線鋸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種表面改性金剛石的金剛石線鋸生產(chǎn)方法，其特征在于所述金剛石微粉的粒度為5～150μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種表面改性金剛石的金剛石線鋸生產(chǎn)方法，其特征在于所述堿性溶液是濃度為5～10％的氫氧化鈉或碳酸鈉溶液中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種表面改性金剛石的金剛石線鋸生產(chǎn)方法，其特征在于所述強酸溶液是濃度為3～6％的王水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項所述的一種表面改性金剛石的金剛石線鋸生產(chǎn)方法，其特征在于所述陽離子型表面活性劑是濃度為1～15g/L十六烷基三甲基氯化銨溶液。
全文摘要
一種表面改性金剛石的金剛石線鋸生產(chǎn)方法，包括1、金剛石表面去除表面油脂及去除表面金屬氧化物；2、將金剛石微粉置于陽離子型表面活性劑溶液中并施加正電位，陽離子型表面活性劑的陽離子在電泳作用下在金剛石表面形成一層正電荷薄膜；3、金剛石線鋸的復(fù)合電鍍。本發(fā)明對金剛石進行導(dǎo)電化處理，使金剛石顆粒在電場作用下，可以在鍍液中有序運動，實現(xiàn)在金屬線表面的電鍍沉積，且不受金剛石顆粒大小的影響；表面活性劑吸附在金剛石表面，使鍍層與金剛石呈現(xiàn)浸潤型界面，Ni鍍層對金剛石的把持能力強；金剛石微粉利用率高。本發(fā)明工藝方法簡單，操作方便，金剛石顆粒在金屬線上沉積速度快、沉積均勻性好、沉積密度高，電鍍層對金鋼石顆粒把持力高，金剛石微粉利用率高?？蓪崿F(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，提供了一種高效、快速生產(chǎn)金剛石線鋸的方法。
文檔編號C25D7/06GK101812710SQ20101015464
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月26日
發(fā)明者賀躍輝, 段志明, 匡怡新, 熊佳海, 楊輝煌, 周永, 劉純輝 申請人:長沙岱勒金剛石制品有限公司