專利名稱：制備金剛石線鋸的設(shè)備及使用其制備金剛石線鋸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，特別涉及金剛石線鋸的制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前固結(jié)磨料金剛石線鋸的金剛石固結(jié)技術(shù)主要有機(jī)械碾壓法、電鍍法等。其中，電鍍金剛石線鋸是以電鍍金屬為結(jié)合劑，通過(guò)電鍍金屬的電沉積作用把高硬度、高耐磨性的金剛石磨料牢固地固結(jié)在芯線表面。電鍍金剛石線鋸的一般制造過(guò)程主要包括上砂、 加厚和后處理。現(xiàn)有的技術(shù)中，通常將上砂和加厚在同一電鍍槽中實(shí)施。上砂過(guò)程中，由于金剛石為不良導(dǎo)體，不易與金屬共鍍，為了保證金剛石顆粒在芯線表面的覆蓋率，芯線的移動(dòng)速度須很慢，大多低于lOm/min，同時(shí)，上砂初期金剛石顆粒與芯線的結(jié)合并不牢固，為了避免金剛石顆粒被電鍍液沖刷脫落，電鍍液不能強(qiáng)烈攪拌，不能施加劇烈的超聲振動(dòng)，也不能采用刷鍍等鍍層生長(zhǎng)速度快的電鍍方式，造成鍍層生長(zhǎng)速度受到抑制，生產(chǎn)效率十分低下，金剛石線鋸的成本也就居高不下。另外，在電鍍后期仍有金剛石顆粒被嵌入到鍍層中，但這些金剛石顆粒只有少部分被鍍層覆蓋，在使用過(guò)程中易脫落，為無(wú)效的磨粒且造成金剛石顆粒的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種鍍層生長(zhǎng)速度快、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、所生產(chǎn)的金剛石線鋸的使用壽命長(zhǎng)的制備金剛石線鋸的設(shè)備。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種制備金剛石線鋸的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明第一方面實(shí)施例的制備金剛石線鋸的設(shè)備，所述金剛石線鋸包括位于中心部的芯線、通過(guò)電鍍法形成于所述芯線上的結(jié)合層、以及分散分布在所述結(jié)合層中且至少一部分暴露于所述結(jié)合層表面的金剛石顆粒，其特征在于，所述設(shè)備包括上砂電鍍槽，所述上砂電鍍槽中容納有金剛石顆粒與第一電鍍液的混合物，且所述上砂電鍍槽中設(shè)有用于使至少一部分金剛石顆粒保持勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶，所述上砂電鍍槽用于將所述金剛石顆粒電沉積在所述芯線上的同時(shí)在所述芯線表面形成所述結(jié)合層以將所述金剛石顆粒固定在所述芯線表面；以及加厚電鍍槽，所述加厚電鍍槽位于所述上砂電鍍槽的下游，所述加厚電鍍槽中容納有第二電鍍液，所述加厚電鍍槽用于增加在上砂過(guò)程中形成于所述芯線表面的結(jié)合層的厚度。根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的制備金剛石線鋸的設(shè)備，由于在上砂電鍍槽中設(shè)有用于使一部分金剛石顆粒保持勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶，傳送帶上有自然沉積的金剛石顆粒，當(dāng)傳送帶的傳動(dòng)方向與芯線的運(yùn)動(dòng)方向一致且速度相同時(shí)，這些金剛石顆粒與芯線相對(duì)靜止，在電沉積作用下，芯線可以快速穿過(guò)這部分金剛石顆粒的同時(shí)在芯線表面形成結(jié)合層并將金剛石顆粒固定在芯線表面，實(shí)現(xiàn)金剛石顆粒與金屬鍍層的快速共鍍，芯線移動(dòng)速度可以大幅度提高，生產(chǎn)效率大幅度提升。此外，由于上砂和加厚分別完成，通過(guò)提高例如提高電流等來(lái)提高加厚電鍍槽中的電鍍生長(zhǎng)速度，既不會(huì)影響到金剛石顆粒的電沉積覆蓋率，又可以大幅提高鍍層的生長(zhǎng)速率，從而有效提高生產(chǎn)效率。另外，由于金剛石顆粒僅在上砂過(guò)程中發(fā)生電沉積，因此能夠有效降低現(xiàn)有技術(shù)中在電鍍后期所發(fā)生的金剛石顆粒的沉積造成的浪費(fèi)。進(jìn)一步，由于上砂和加厚分槽完成，因此金剛石顆粒在結(jié)合層的植入深度較深且相對(duì)均勻，從而可以有效提高所制備的金剛石線鋸的使用壽命。另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的制備金剛石線鋸的設(shè)備還可以具有如下附加的技術(shù)特征根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述上砂電鍍槽的底部設(shè)有電鍍液出口，所述第一電鍍液通過(guò)所述電鍍液出口通過(guò)循環(huán)泵被循環(huán)導(dǎo)入所述上砂電鍍槽中以實(shí)現(xiàn)所述第一電鍍液的循環(huán)流動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述傳送帶上間隔開(kāi)地分布有通孔，且所述通孔的孔徑小于所述金剛石顆粒的粒徑。由于通孔的孔徑小于金剛石顆粒的粒徑，因此僅允許所述第一電鍍液通過(guò)該通孔，所述通孔可以促進(jìn)第一電鍍液有序流動(dòng)的同時(shí)，不會(huì)對(duì)傳送帶上自然沉積的金剛石顆粒造成過(guò)大的擾動(dòng)，流動(dòng)的電鍍液可以大幅度增加結(jié)合層的電鍍生長(zhǎng)速度，而金剛石顆粒不被擾動(dòng)(與芯線相對(duì)靜止)可以保證金剛石顆粒在芯線表面的覆蓋率，進(jìn)而對(duì)提高芯線移動(dòng)速度、提升生產(chǎn)效率非常有利。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述加厚電鍍槽中設(shè)有用于對(duì)所述經(jīng)過(guò)上砂的芯線進(jìn)行刷鍍以便增加所述結(jié)合層的生長(zhǎng)速度的電鍍刷。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述加厚電鍍槽連接有強(qiáng)力攪拌裝置以便對(duì)所述第二電鍍液進(jìn)行強(qiáng)力攪拌來(lái)實(shí)現(xiàn)增加所述結(jié)合層的生長(zhǎng)速度。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述上砂電鍍槽的上游連接有預(yù)鍍槽，所述預(yù)鍍槽中容納有第三電鍍液，以便在上砂電鍍之前在所述芯線表面預(yù)先鍍覆一層過(guò)渡層。根據(jù)本發(fā)明第二方面實(shí)施例的制備金剛石線鋸的方法，其利用根據(jù)本發(fā)明第一方面實(shí)施例的制備金剛石線鋸的設(shè)備來(lái)制備金剛石線鋸，該方法包括以下步驟上砂步驟， 所述上砂步驟中使所述芯線穿過(guò)容納有金剛石顆粒與第一電鍍液的混合物的所述上砂電鍍槽以便在所述芯線表面電沉積所述金剛石顆粒的同時(shí)在所述芯線表面形成所述結(jié)合層以將所述金剛石顆粒固定在所述芯線表面，其中，所述傳送帶的傳動(dòng)方向與所述芯線的運(yùn)動(dòng)方向一致且速度相同以使得所述傳送帶上自然沉積的金剛石顆粒與所述芯線相對(duì)靜止， 在電沉積作用下完成上砂過(guò)程；以及加厚步驟，所述加厚步驟使經(jīng)過(guò)上砂電鍍的芯線進(jìn)一步穿過(guò)容納有第二電鍍液的所述加厚電鍍槽，以便增加所述結(jié)合層的厚度，其中，在所述上砂步驟中所形成的結(jié)合層的厚度為2μπι以下，在所述加厚步驟中所述結(jié)合層增厚至5 20 μ m0根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述第一電鍍液和所述第二電鍍液為鎳基電鍍液且所
述結(jié)合層為鎳基層。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述鎳基電鍍液為氨基磺酸鎳鍍液。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，在所述上砂步驟之前還包括預(yù)鍍過(guò)渡層步驟以便在所述芯線表面預(yù)先鍍覆一層1 50 μ m的過(guò)渡層。據(jù)此，過(guò)渡層一方面可以改善所述結(jié)合層與所述芯線之間的結(jié)合強(qiáng)度。另外，過(guò)渡層的存在有利于金剛石線鋸的回收再利用，金剛石線鋸的芯線一般為鋼絲，結(jié)合層一般為鎳基金屬，當(dāng)結(jié)合層磨損之后，如果有耐酸的過(guò)渡層存在，則可以通過(guò)酸洗去除殘余結(jié)合層而不會(huì)腐蝕過(guò)渡層，酸洗后再重新電鍍結(jié)合層即獲得全新的金剛石線鋸，如果沒(méi)有過(guò)渡層，酸洗時(shí)易腐蝕芯線，如果不酸洗直接重新電鍍結(jié)合層，由于殘余結(jié)合層厚度不均勻，得到的金剛石線鋸直徑也會(huì)是不均勻的。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述過(guò)渡層為軟質(zhì)銅層。作為過(guò)渡層的軟質(zhì)銅層可以明顯改善鎳基材料鍍層與鋼絲芯線之間的結(jié)合強(qiáng)度，從而改善金剛石線鋸的使用壽命；另一方面，軟質(zhì)銅層可以在線鋸的切割過(guò)程中，減緩金剛石顆粒與被切割材料之間碰撞形成的巨大沖擊力，避免芯線受到這種沖擊力的傷害，減少切割過(guò)程中的斷線，大大改善金剛石線鋸的可靠性。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述傳送帶與所述芯線的運(yùn)動(dòng)速度為10 MOm/min。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述芯線為中碳或高碳鋼絲。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備金剛石線鋸的設(shè)備的示意圖；圖2是圖1所示的制備金剛石線鋸的設(shè)備中的上砂電鍍槽的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備金剛石線鋸的方法示意圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。需要理解的是，下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。需要說(shuō)明的是，在下述描述中，術(shù)語(yǔ)“下游”表示在工藝過(guò)程中處于后續(xù)環(huán)節(jié)的工序或相關(guān)設(shè)備，相反的，術(shù)語(yǔ)“上游”表示在工藝過(guò)程中處于前序環(huán)節(jié)的工序或相關(guān)設(shè)備首先。下面結(jié)合圖1和圖2描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備金剛石線鋸的設(shè)備。需要理解的是，本發(fā)明所涉及的金剛石線鋸包括位于中心部的芯線、通過(guò)電鍍法形成于芯線上的結(jié)合層、以及分散分布在所述結(jié)合層中且至少一部分暴露于結(jié)合層表面的金剛石顆粒。如圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備金剛石線鋸的設(shè)備包括上砂電鍍槽 100和加厚電鍍槽200。具體而言，上砂電鍍槽100中容納有金剛石顆粒110與第一電鍍液120的混合物， 且上砂電鍍槽100中設(shè)有用于使至少一部分金剛石顆粒110保持勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶130。 上砂電鍍槽100用于將金剛石顆粒110電沉積在所述芯線表面上的同時(shí)在所述芯線表面形成所述結(jié)合層以將所述金剛石顆粒固定在所述芯線表面。加厚電鍍槽200位于上砂電鍍槽100的下游(即在工藝過(guò)程中處于后續(xù)環(huán)節(jié)的工序及相關(guān)設(shè)備)。加厚電鍍槽200中容納有第二電鍍液。加厚電鍍槽200用于增加在上砂過(guò)程中形成于所述芯線表面的結(jié)合層的厚度。根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的制備金剛石線鋸的設(shè)備，由于在上砂電鍍槽100中設(shè)有用于使一部分金剛石顆粒110保持勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶130，傳送帶130上有自然沉積的金剛石顆粒110，當(dāng)傳送帶130的傳動(dòng)方向與芯線的運(yùn)動(dòng)方向一致且速度相同時(shí)，這些金剛石顆粒110與芯線相對(duì)靜止，在電沉積作用下，芯線可以快速穿過(guò)這部分金剛石顆粒110的同時(shí)在芯線表面形成結(jié)合層并將金剛石顆粒110固定在芯線表面，實(shí)現(xiàn)金剛石顆粒110與金屬鍍層的快速共鍍，芯線移動(dòng)速度可以大幅度提高，生產(chǎn)效率大幅度提升。此外，由于上砂和加厚分別完成，通過(guò)提高加厚電鍍槽200中的電鍍生長(zhǎng)速度，既不會(huì)影響到金剛石顆粒110 的電沉積覆蓋率，又可以大幅提高鍍層的生長(zhǎng)速率，從而有效提高生產(chǎn)效率。另外，由于金剛石顆粒110僅在上砂過(guò)程中發(fā)生電沉積，因此能夠有效降低現(xiàn)有技術(shù)中在電鍍后期所發(fā)生的金剛石顆粒110的沉積造成的浪費(fèi)。進(jìn)一步，由于上砂和加厚分槽完成，因此金剛石顆粒110在結(jié)合層的植入深度較深且相對(duì)均勻，從而可以有效提高所制備的金剛石線鋸的使用壽命。其中，考慮到結(jié)合層與金剛石顆粒的親和力以及結(jié)合強(qiáng)度等，所述第一電鍍液和所述第二電鍍液均優(yōu)選為鎳基電鍍液。其中，氨基磺酸鎳鍍液由于其穩(wěn)定性較高，電鍍質(zhì)量好，結(jié)合層生長(zhǎng)速度快，尤其優(yōu)選。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，上砂電鍍槽100 的底部設(shè)有電鍍液出口 140，第一電鍍液120通過(guò)電鍍液出口 140通過(guò)循環(huán)泵被循環(huán)導(dǎo)入上砂電鍍槽100中以實(shí)現(xiàn)第一電鍍液120的循環(huán)流動(dòng)。由此，通過(guò)使第一電鍍液120不斷循環(huán)，使得液體具有一定流速，可以促進(jìn)結(jié)合層的電沉積，有利于提高結(jié)合層的生長(zhǎng)速度。此外，由于液體具有一定流速，有助于整個(gè)工藝過(guò)程中所得到的金剛石線鋸中結(jié)合層的穩(wěn)定性。而且，在第一電鍍液120循環(huán)流動(dòng)的同時(shí)，可以一并帶動(dòng)底部的金剛石顆粒110重新返回到傳送帶130上方以進(jìn)行電沉積。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，傳送帶130上間隔開(kāi)地分布有通孔(未圖示)，且所述通孔的孔徑小于所述金剛石顆粒的粒徑。由于通孔的孔徑小于金剛石顆粒的粒徑，因此僅允許第一電鍍液120通過(guò)該通孔，從而所述通孔可以促進(jìn)第一電鍍液120有序流動(dòng)的同時(shí)， 不會(huì)對(duì)傳送帶130上自然沉積的金剛石顆粒110造成過(guò)大的擾動(dòng)，流動(dòng)的第一電鍍液120 可以大幅度增加結(jié)合層的電鍍生長(zhǎng)速度，而金剛石顆粒110不被擾動(dòng)(與芯線相對(duì)靜止) 可以保證金剛石顆粒110在芯線表面的覆蓋率，進(jìn)而對(duì)提高芯線移動(dòng)速度、提升生產(chǎn)效率非常有利。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，加厚電鍍槽200中設(shè)有用于對(duì)所述經(jīng)過(guò)上砂的芯線進(jìn)行刷鍍以便增加所述結(jié)合層的生長(zhǎng)速度的電鍍刷(未圖示)。刷鍍可以施加很大的電流，相對(duì)其他電鍍技術(shù)，具有較高的鍍層生長(zhǎng)速度。由此，通過(guò)刷鍍對(duì)結(jié)合層進(jìn)行加厚處理，可以顯著提高結(jié)合層的生長(zhǎng)速率，提高生產(chǎn)效率。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，加厚電鍍槽200連接有強(qiáng)力攪拌裝置(未圖示)以便對(duì)所述第二電鍍液(未圖示)進(jìn)行強(qiáng)力攪拌來(lái)實(shí)現(xiàn)增加所述結(jié)合層的生長(zhǎng)速度。同樣地， 強(qiáng)力攪拌可以向電鍍界面及時(shí)補(bǔ)充所需要的電鍍物質(zhì)，大幅度降低臨界層厚度，因此通過(guò)強(qiáng)力攪拌也可以有效地提高結(jié)合層的生長(zhǎng)速率。本發(fā)明的金剛石線鋸電鍍?cè)O(shè)備可以在不影響電鍍層質(zhì)量的情況下將芯線運(yùn)動(dòng)速度輕松地提升到60m/min，通過(guò)加大設(shè)備，甚至可以達(dá)到MOm/min，從而大幅度提升生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，上砂電鍍槽100的上游連接有預(yù)鍍槽300，預(yù)鍍槽300 中容納有第三電鍍液(未圖示)，以便在上砂電鍍之前在所述芯線表面預(yù)先鍍覆一層過(guò)渡層。過(guò)渡層一方面可以改善所述結(jié)合層與所述芯線之間的結(jié)合強(qiáng)度，另一方面，可以在線鋸的切割過(guò)程中，減緩金剛石顆粒與被切割材料之間碰撞形成的巨大沖擊力，避免芯線受到這種沖擊力的傷害，減少切割過(guò)程中的斷線。另外，過(guò)渡層的存在有利于金剛石線鋸的回收再利用，當(dāng)結(jié)合層磨損之后，如果有耐酸的過(guò)渡層存在，則可以通過(guò)酸洗去除殘余結(jié)合層而不會(huì)腐蝕過(guò)渡層，酸洗后再重新電鍍結(jié)合層即獲得全新的金剛石線鋸，如果沒(méi)有過(guò)渡層，酸洗時(shí)易腐蝕芯線，如果不酸洗直接重新電鍍結(jié)合層，由于殘余結(jié)合層厚度不均勻，得到的金剛石線鋸直徑也會(huì)是不均勻的。優(yōu)選地，所述第三電鍍液為銅基電鍍液且所述過(guò)渡層為軟質(zhì)銅層。由此，通過(guò)在結(jié)合層和芯線之間設(shè)置一層軟質(zhì)銅層，有利于改善芯線與結(jié)合層的結(jié)合強(qiáng)度。此外，由于軟質(zhì)銅層的硬度較小，在使用所制備的金剛石線鋸進(jìn)行切削加工時(shí)，可以在遇到遭遇較強(qiáng)的應(yīng)力作用時(shí)可以實(shí)現(xiàn)減緩應(yīng)力作用，從而可以避免因較強(qiáng)的應(yīng)力發(fā)生的線鋸的崩斷等現(xiàn)象， 從而有利于提高線鋸的使用壽命的同時(shí)大大改善金剛石線鋸的可靠性。此外，由于軟質(zhì)銅層具有較好的耐酸性，還可以在金剛石線鋸回收時(shí)的酸洗工序中起到保護(hù)芯線的作用，有利于金剛石線鋸的回收再利用。另外，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述預(yù)鍍槽的上游可以連接有酸洗槽，所述酸洗槽中含有酸性水溶液以便清除所述芯線表面的氧化層。由此，有利于提高過(guò)渡層與芯線之間的結(jié)合強(qiáng)度。所述酸洗槽的上游還可以連接有去脂槽，所述去脂槽中含有堿性水溶液或有機(jī)溶劑以便清除所述芯線表面的油脂。由此，可以進(jìn)一步提高過(guò)渡層與芯線之間的結(jié)合強(qiáng)度。此外，加厚電鍍槽200的下游還可以連接有清洗槽，所述清洗槽中含有水溶液以便清除所述結(jié)合層表面所殘余的第二電鍍液。由此，通過(guò)及時(shí)除去所制備的金剛石線鋸表面的第二電鍍液，有利于金剛石線鋸的運(yùn)輸、使用等。下面，結(jié)合圖1 圖3描述根據(jù)本發(fā)明第二方面實(shí)施例的制備金剛石線鋸的方法。本發(fā)明第二方面實(shí)施例的制備金剛石線鋸的方法包括以下步驟SllO 上砂步驟所述上砂步驟中使所述芯線穿過(guò)容納有金剛石顆粒與第一電鍍液的混合物的所述上砂電鍍槽以便在所述芯線表面電沉積所述金剛石顆粒的同時(shí)在所述芯線表面形成所述結(jié)合層以將所述金剛石顆粒固定在所述芯線表面，其中，所述傳送帶的傳動(dòng)方向與所述芯線的運(yùn)動(dòng)方向一致且速度相同以使得所述傳送帶上自然沉積的金剛石顆粒與所述芯線相對(duì)靜止，在電沉積作用下完成上砂過(guò)程。由此，由于在傳送帶上的金剛石顆粒與所述芯線相對(duì)靜止，因此電沉積的穩(wěn)定性的不受芯線的線速的影響，從而可以采用較高的線速，從而有利于提高整個(gè)工藝過(guò)程的生產(chǎn)效率。例如，所述傳送帶與所述芯線的運(yùn)動(dòng)速度可以為10 MOm/min。其中，所述芯線可以為中碳或高碳鋼絲。S120加厚步驟在該步驟中，使經(jīng)過(guò)上砂電鍍的芯線進(jìn)一步穿過(guò)容納有第二電鍍液的所述加厚電鍍槽，以便增加所述結(jié)合層的厚度，其中，在所述上砂步驟中所形成的結(jié)合層的厚度為2μπι 以下，在所述加厚步驟中所述結(jié)合層增厚至5 20 μ m。由此，通過(guò)分別進(jìn)行上砂和加厚，可以極大地提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，有利于降低成本，提高所得的金剛石線鋸的使用壽命。其中，所述第一電鍍液和所述第二電鍍液為鎳基電鍍液且所述結(jié)合層為鎳基層。 有利地，所述鎳基電鍍液可以為氨基磺酸鎳鍍液。關(guān)于具體的電鍍液濃度等不受特別的限定，可以根據(jù)線速、芯線直徑等進(jìn)行調(diào)整。在本發(fā)明的一些示例中，在上砂步驟SllO之前還包括預(yù)鍍過(guò)渡層步驟SlOO以便在所述芯線表面預(yù)先鍍覆一層1 50 μ m的過(guò)渡層。例如，可以使用銅基電鍍液以設(shè)置由軟質(zhì)銅層形成的過(guò)渡層，軟質(zhì)銅層優(yōu)選厚度為10-30 μ m。對(duì)預(yù)鍍有軟質(zhì)銅層過(guò)渡層和沒(méi)有過(guò)渡層的金剛石線鋸進(jìn)行切割測(cè)試沒(méi)有過(guò)渡層的金剛石線鋸的芯線直徑335 μ m，表面結(jié)合層為Ni基鑲嵌金剛石顆粒，Ni材料平均厚度為8 μ m,金剛石顆粒平均粒度為10 μ m，金剛石可粒占磨料層質(zhì)量百分比為10%，預(yù)鍍有軟質(zhì)銅層過(guò)渡層的金剛石線鋸的芯線直徑 280 μ m,軟質(zhì)銅層厚25 μ m,結(jié)合層材料、厚度、金剛石顆粒粒度和質(zhì)量百分比與沒(méi)有過(guò)渡層的金剛石線鋸相同，這兩種金剛石線鋸的外徑基本一致；測(cè)試條件為被切割材料為多晶硅方錠，往復(fù)式切割，線張力100N，每種線鋸均統(tǒng)計(jì)100次切割的數(shù)據(jù)。在相同的切割條件下，沒(méi)有過(guò)渡層的金剛石線鋸的斷線率為17%，而預(yù)鍍有軟質(zhì)銅層過(guò)渡層的金剛石線鋸的斷線率為5%?？梢钥闯觯A(yù)鍍軟質(zhì)銅層可使斷線率明顯降低，改善金剛石線鋸的可靠性。有利地，可以在預(yù)鍍銅步驟SlOO之前還包括芯線預(yù)處理步驟SOOl以便清除芯線表面的油脂和氧化層。在本發(fā)明的一些示例中，在加厚步驟S120之后還包括清洗步驟S130以便清除所述結(jié)合層表面所殘余的電鍍液。在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種制備金剛石線鋸的設(shè)備，所述金剛石線鋸包括位于中心部的芯線、通過(guò)電鍍法形成于所述芯線上的結(jié)合層、以及分散分布在所述結(jié)合層中且至少一部分暴露于所述結(jié)合層表面的金剛石顆粒，其特征在于，所述設(shè)備包括上砂電鍍槽，所述上砂電鍍槽中容納有金剛石顆粒與第一電鍍液的混合物，且所述上砂電鍍槽中設(shè)有用于使至少一部分金剛石顆粒保持勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶，所述上砂電鍍槽用于將所述金剛石顆粒電沉積在所述芯線表面上的同時(shí)在所述芯線表面形成所述結(jié)合層以將所述金剛石顆粒固定在所述芯線表面；以及加厚電鍍槽，所述加厚電鍍槽位于所述上砂電鍍槽的下游，所述加厚電鍍槽中容納有第二電鍍液，所述加厚電鍍槽用于增加在上砂過(guò)程中形成于所述芯線表面的結(jié)合層的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備金剛石線鋸的設(shè)備，其特征在于，所述上砂電鍍槽的底部設(shè)有電鍍液出口，所述第一電鍍液通過(guò)所述電鍍液出口通過(guò)循環(huán)泵被循環(huán)導(dǎo)入所述上砂電鍍槽中以實(shí)現(xiàn)所述第一電鍍液的循環(huán)流動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備金剛石線鋸的設(shè)備，所述傳送帶上間隔開(kāi)地分布有用于使所述第一電鍍液通過(guò)的通孔，且所述通孔的孔徑小于所述金剛石顆粒的粒徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的制備金剛石線鋸的設(shè)備，其特征在于，所述加厚電鍍槽中設(shè)有用于對(duì)所述經(jīng)過(guò)上砂的芯線進(jìn)行刷鍍以便增加所述結(jié)合層的生長(zhǎng)速度的電鍍刷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的制備金剛石線鋸的設(shè)備，其特征在于，所述加厚電鍍槽連接有強(qiáng)力攪拌裝置以便對(duì)所述第二電鍍液進(jìn)行強(qiáng)力攪拌來(lái)實(shí)現(xiàn)增加所述結(jié)合層的生長(zhǎng)速度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制備金剛石線鋸的設(shè)備，其特征在于，所述上砂電鍍槽的上游連接有預(yù)鍍槽，所述預(yù)鍍槽中容納有第三電鍍液，以便在上砂電鍍之前在所述芯線表面預(yù)先鍍覆一層過(guò)渡層。
7.一種利用權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的設(shè)備制備金剛石線鋸的方法，所述金剛石線鋸包括位于中心部的芯線、通過(guò)電鍍法形成于所述芯線上的結(jié)合層、以及分布在所述結(jié)合層中且至少一部分暴露于所述結(jié)合層表面的金剛石顆粒，其特征在于，該方法包括以下步驟上砂步驟，所述上砂步驟中使所述芯線穿過(guò)容納有金剛石顆粒與第一電鍍液的混合物的所述上砂電鍍槽以便在所述芯線表面電沉積所述金剛石顆粒的同時(shí)在所述芯線表面形成所述結(jié)合層以將所述金剛石顆粒固定在所述芯線表面，其中，所述傳送帶的傳動(dòng)方向與所述芯線的運(yùn)動(dòng)方向一致且速度相同以使得所述傳送帶上自然沉積的金剛石顆粒與所述芯線相對(duì)靜止，在電沉積作用下完成上砂過(guò)程；以及加厚步驟，所述加厚步驟中使經(jīng)過(guò)上砂電鍍的芯線進(jìn)一步穿過(guò)容納有第二電鍍液的所述加厚電鍍槽，以便增加所述結(jié)合層的厚度，其中，在所述上砂步驟中所形成的結(jié)合層的厚度為2μπι以下，在所述加厚步驟中所述結(jié)合層增厚至5 20 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一電鍍液和所述第二電鍍液為鎳基電鍍液且所述結(jié)合層為鎳基層。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述鎳基電鍍液為氨基磺酸鎳鍍液。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在所述上砂步驟之前還包括預(yù)鍍過(guò)渡層步驟以便在所述芯線表面預(yù)先鍍覆一層1 50 μ m的過(guò)渡層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述過(guò)渡層為軟質(zhì)銅層。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述傳送帶與所述芯線的運(yùn)動(dòng)速度為 10 240m/min。
13.根據(jù)權(quán)利要求7 12中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述芯線為中碳或高碳鋼絲。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種制備金剛石線鋸的設(shè)備及使用其制備金剛石線鋸的方法。制備金剛石線鋸的設(shè)備包括上砂電鍍槽，所述上砂電鍍槽中容納有金剛石顆粒與第一電鍍液的混合物，且所述上砂電鍍槽中設(shè)有用于使至少一部分金剛石顆粒保持勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶，所述上砂電鍍槽用于將所述金剛石顆粒電沉積在所述芯線表面上的同時(shí)在所述芯線表面形成所述結(jié)合層以將所述金剛石顆粒固定在所述芯線表面；以及加厚電鍍槽，所述加厚電鍍槽位于所述上砂電鍍槽的下游，所述加厚電鍍槽中容納有第二電鍍液，所述加厚電鍍槽用于增加在上砂過(guò)程中形成于所述芯線表面的結(jié)合層的厚度。
文檔編號(hào)C25D7/06GK102392286SQ20111035990
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者李園 申請(qǐng)人:李園