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线锯切割技术已广泛应用于晶体硅、蓝宝石、精密陶瓷等硬脆材料的加工过程。游离金刚石线锯由于其切割效率低、切口损耗大、线锯寿命低及污染严重,已经逐渐被淘汰,取而代之的是固结金刚石线锯。其中,电镀金刚石线锯因其固结强度高、线锯使用寿命长、切割效率高等优点而被广泛应用到硬脆材料的切割工艺中。然而,电镀金刚石线锯制备工艺还存在制备周期长、生产成本高及电镀效率低等缺点,大大限制了它更广泛的应用。本文根据硬脆材料切割工艺的要求和复合电镀工艺的特点,对固结金刚石线锯的复合电镀工艺进行了试验研究。本文选用直径为Φ115 μm镀黄铜钢丝为线锯的基体丝材,以粒径分布为15～20μm的表面镀有镍磷合金层的金刚石为第二相超硬颗粒,采用可溶性镍板(纯度99.9%)作为阳极,并设计出各材料的前处理工艺。选择瓦特型镀镍液为基础镀液,镀液组成为:六水硫酸镍280 g/L、六水氯化镍30g/L、硼酸35g/L、十二烷基硫酸钠0.1g/L、1,4-丁炔二醇1 g/L,并根据复合电镀各工序的要求加入电镀添加剂。在系列实验研究的基础上,本文通过正交试验确定了各因素对镀层显微硬度的影响程度,得到的主次顺序为:硫酸钴浓度,镀液温度,镀液PH值,电流密度。在本文工艺条件得到的优化工艺参数为:电流密度3 A/dm2、温度50℃、PH=4.5、硫酸钴30g/L。此外,通过计算得到了本文实验条件下电镀效率为85.8%,并确定了预镀时间为4min。实验结果表明整平剂PPS能有效抑制表面镀镍磷合金金刚石微粒在上砂过程中的团聚现象,但PPS浓度过高,会阻碍金刚石微粒与镀层金属在阴极表面的共沉积过程。PPS浓度为150mg/L时金刚石上砂效果较好。对比表面活性剂CTAB和PVP对金刚石微粒的分散作用显示,CTAB和PVP均能有效地分散金刚石微粒,但PVP会在金刚石表面产生一层分子膜,影响金刚石与镀层的结合力,而CTAB则能有效地提高上砂效率。镀液中CTAB和PPS浓度分别为100mg/L和150mg/L时,在两者的协同作用下,金刚石上砂效率高且金刚石分布均匀。镀液中加入糖精能有效消除镀层拉应力,本文条件下,镀液中糖精浓度为0.7g/L时,镀层内应力可基本消除;此外,糖精的加入也使镀层晶粒细化,镀层变得更加平整。本文实验条件下电镀金刚石线锯合理的上砂镀工艺参数为:电流密度4 A/dm2、电镀时间5min、机械搅拌速度为35～40r/min,并采用双阳极排布方式。加厚镀与预镀所用镀液一样,电流密度为3 A/dm2,电镀时间为17 min。对质量和性能进行的评价表明,本实验制备的电镀金刚石线锯没有出现不良缺陷,金刚石分布均匀且密度适中,线径偏差小,符合基本的外观要求;镀层与基体的结合紧密,且镀层对金刚石微粒把持力高。这些结果都保证了线锯能在实际的切割过程中发挥较好的作用。