專利名稱：一種電鍍金剛石制品胎體及其電鍍工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種金剛石制品的制造工藝，尤其是一種金剛石制品的胎體及 其電鍍工藝。
背景技術：
金剛石制品的胎體是指制品中用于包鑲金剛石并與制品基體連接的金屬， 目前公知的金剛石制品胎體均采用電鍍鎳或者鎳合金的方法形成，其中鎳合金 限于鎳鈷、鎳錳和鎳鈷錳合金胎體。
鎳對金剛石具有良好的包鑲性能，且其本身也具有較高的耐磨性，與制品 母體的連接性能好，易于電鍍，因此鎳作為電鍍金剛石制品的胎體已經有了幾 十年的歷史，但鎳是一種價格較高的有色金屬，近十年來價格的上升使電鍍鎳
胎的成本上升了5倍以上。

發明內容
本發明的目的就是提供一種能夠滿足電鍍金剛石制品胎體性能要求，同時 降低金剛石制品生產成本的胎體材料及電鍍工藝，以解決現有技術的胎體材料 鎳價格較高的問題。
本發明的技術方案是
一種金剛石制品的胎體，其特征在于該胎體由電鍍的鐵或鐵鎳合金構成。 一種所述的金剛石制品的胎體的電鍍工藝，其特征在于采用的電鍍液包
括硫酸亞鐵和其它硫酸鹽，或氯化亞鐵和其它氯化物，或硫酸鎳、硫酸亞鐵和
氯化物。
所述的電鍍液中的硫酸亞鐵為150-210g/l;所述的其它硫酸鹽為硫酸鎂
125-200g/l，電鍍液的PH二3.5-4.5，電鍍溫度25-35。C，電流密度0.5-2.5A/dm2。 所述的電鍍液中的硫酸亞鐵150-200g/h所述的其它硫酸鹽為硫酸銨8(M20g/1， PH-5-5.5,電鍍溫度25-35。C，電流密度0.6-0.7A/dm2。
所述的電鍍液中的硫酸亞鐵銨350-450g/1， PH=2.8-3.5，電鍍溫度25-35。C，
電流密度2-2.5A/dm2。
所述的電鍍液中的氯化亞鐵350-400g/l;所述的其它氯化物為氯化鈉20g/l，
氯化錳10g/l;還包括硼酸2-5g/l， PH= 1-1.5，電鍍溫度30-45°C，電流密度
5-1 OA/dm2 。
所述的電鍍液中的氯化亞鐵220-280g/1，所述的其它氯化物為氯化轉或者氯 化鉀180-200g/l， PH=5-5.5，電鍍溫度25-4(TC，電流密度2-5A/dm2。
所述的電鍍液中的氯化亞鐵350-380g/l，所述的其它氯化物為氯化錳 10-30g/I，以及氯化鈉10g/l， PH=2.5-3，電鍍溫度30-35°C，電流密度1.5-3A/dm2。
所述的電鍍液中的氯化亞鐵300-350g/l，所述的其它氯化物為氯化錳 30-50g/l，另外還有氟硼酸10-15g/l; PH=2.5-3.5，電鍍溫度25-35""C，電流密度 3-5 A/dm2 。
以上電鍍鐵工藝所用陽極為純鐵。
所述的電鍍液中的硫酸鎳180-220g/l，硫酸亞鐵20-40g/l，所述的氯化物為 氯化鎳40-55g/1，氯化錳5-10g/1，另外還有硼酸40-50g/1，電鍍液PH=3-4，電 鍍溫度40-45。C，電流密度2-5A/dm2，陽極鎳鐵比例6-10:1 。
所述的電鍍液中的硫酸鎳180-220g/l，硫酸亞鐵30-50g/l，所述的氯化物為 氯化鈉25-30g/l和氯化錳5-10g/l，另外還有硼酸40-50g/l， PH=3-4，電鍍溫度 40-45°C，電流密度2-4A/dm2，陽極鎳鐵比例6-10:1。
本發明采用鍍鐵和鍍鐵鎳胎體，取得了以下技術效果
1. 電鍍鐵和含鐵量30-60%鐵鎳合金或者其他鐵合金均具有較高的硬度 (HRC35-50),對金剛石也具有良好的包鑲性能。雖然其耐磨性比電鍍鎳稍差， 但有利于金剛石制品的出刃，提高金剛石制品的鋒利度，特別適合金剛石鉆頭 和金剛石磨具的生產。
2. 用便宜的鐵替代昂貴的鎳，大大降低了電鍍金剛石制品的生產成本。


圖1為實現本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖，以電鍍金剛石鉆頭為例對本發明作進一步說明 l.配方選擇根據巖層性質對電鍍金剛石鉆頭性能的要求，對堅硬巖層采用
純鐵電鍍胎體，對中硬巖層采用鐵鎳電鍍胎體，并根據胎體性能要求通過調整
陽極的鎳鐵比例調整鐵的含量。
本發明電鍍鐵或者鐵合金的電鍍工藝具有多種配方，只要能夠取得電鍍鐵
或者鐵合金的電鍍方式都可以取得電鍍金剛石制品的胎體，本發明考慮金剛石
制品生產過程中加金剛石的需要，選擇了較低電鍍溫度的電鍍鐵和鐵鎳合金工藝。
以下是幾種通常使用的鍍鐵和鐵鎳合金電鍍金剛石制品電鍍的配方和電鍍 工藝，電鍍采取的主鹽包括硫酸亞鐵和氯化亞鐵
1. 硫酸亞鐵鍍鐵配方和工藝
實施例l:硫酸亞鐵180g/1，硫酸鎂150g/1， PH=4.0，電鍍溫度3(TC，電流 密度1.5A/dm2。
實施例2:硫酸亞鐵180g/l，硫酸銨100g/1， PH=5.2,電鍍溫度30。C，電流 密度0.6-0,7A/dm2。
實施例3:硫酸亞鐵銨400g/1, PH=3.2，電鍍溫度30。C，電流密度2.2A/dm2。
2. 氯化亞鐵鍍鐵配方和工藝
實施例4:氯化亞鐵380g/l，氯化鈉20g/l，氯化錳10g/l，硼酸4g/l， PH= 1.3，電鍍溫度38'C，電流密度7A/dm2。
實施例5:氯化亞鐵250g/1，氯化鈣190g/1， PH=5.2，電鍍溫度32。C，電流 密度3A/dm2 。
實施例6:氯化亞鐵250g/1，氯化鉀190g/1, PH=5.2，電鍍溫度32。C，電流 密度3.8A/dm2。
實施例7:氯化亞鐵365g/l，氯化錳20g/l，氯化鈉10g/l， PH=2.8,電鍍溫 度32。C，電流密度2.3A/dm2。
實施例8:氯化亞鐵320g/l，氯化錳35g/1，氟硼酸12g/l， PH=3，電鍍溫度 30°C,電流密度4A/dm2。
上述的電鍍鐵的工藝中采用的陽極材料為純鐵。
3.鐵鎳合金電鍍配方和工藝
實施例9:硫酸鎳200g/1，氯化鎳48g/1，硫酸亞鐵30g/1，硼酸45g/l，氯化錳 8g/l， PH=3.5，電鍍溫度43。C，電流密度3A/dm2，陽極鎳鐵比例8:1。
實施例10:硫酸鎳200g/1，氯化鈉27g/1，硫酸亞鐵40g/l，硼酸45g/l，氯化 錳5-10g/1， PH=3.5，電鍍溫度43r,電流密度3A/dm2，陽極鎳鐵比例7:1。
本發明的電鍍工藝在具體的實施過程中，可以對電鍍液的各個成分的比例 以及其他各工藝參數在一定的范圍(如本發明在技術方案部分公開的有關參數范 圍)內調整試驗，以取得較好的電鍍質量。
電鍍液原材料可以通過化學試劑商店采購，各種試劑宜使用CP級，鍍液配 制應使用蒸餾水，以保證鍍液的可鍍性能，鍍液配制后應首先試鍍，確定鍍液 性能后方可用于制品電鍍。根據制品的用途不一，基體可以采購或者自行加工， 采購或者加工好的基體經檢驗合格后方可使用，基體下槽電鍍前必須將非電鍍 面絕緣，并通過除油和活化后方可入電鍍槽電鍍。鑲嵌金剛石是指將金剛石撤 布在電鍍面上，讓電鍍金屬將金剛石包鑲的過程，根據不同的需要，所用的金 剛石是不同的。根據制品用途不同，鑲嵌金剛石可以是一層(即一次)或者多層， 多層電鍍時一般需要待一層金剛石被鍍層包鑲達到85-90%后再鑲嵌第二層金剛 石，如電鍍磨輪一般為一層，電鍍金剛石鉆頭需要16-20層。制品最后一層金剛 石電鍍包鑲完成后出鍍槽，然后進行后續整理和裝飾處理。
電鍍液配方采用CP級試劑，以蒸餾水配制，硼酸用8(TC溫水溶解，鍍液 配制好并過濾后試鍍，試鍍合格后作為正式電鍍鍍液用于鉆頭電鍍。
2.生產過程
鉆頭基體自行加工，加工好的基體經驗收合格后進行絕緣包扎，入槽前須 經除油和活化，活化后的基體經熱水清洗后立即接上電鍍電源，帶電入準備好 的鍍槽，經30min空鍍后鑲嵌第一層金剛石(下稱上砂)，金剛石鉆頭的上砂分內 外保徑上砂和端面上砂二部份，當內外徑電鍍達到尺寸要求時(一般需要3-4層 金剛石)，需用模具將內外徑絕緣，繼續端面部份上砂過程，根據金剛石粒度不 同，端面一般需要16-20層金剛石，金剛石粒度的選擇是根據鉆頭所鉆進的巖層 性質決定的。
權利要求
1、一種金剛石制品的胎體，其特征在于該胎體由電鍍的鐵或鐵鎳合金構成。
2、 一種權利要求l所述的金剛石制品的胎體的電鍍工藝，其特征在于采 用的電鍍液包括硫酸亞鐵和其它硫酸鹽，或氯化亞鐵和其它氯化物，或硫酸鎳、 硫酸亞鐵和氯化物。
3、 根據權利要求2所述的金剛石制品的胎體的電鍍工藝，其特征在于所 述的電鍍液中的硫酸亞鐵為150-210g/l;所述的其它硫酸鹽為硫酸鎂125-200g/l， 電鍍液的PH二3.5-4.5，電鍍溫度25-35。C，電流密度0.5-2.5A/dm2。
4、 根據權利要求2所述的金剛石制品的胎體的電鍍工藝，其特征在于所 述的電鍍液中的硫酸亞鐵150-200g/l;所述的其它硫酸鹽為硫酸銨80-120g/l， PH =5-5.5，電鍍溫度25-35X:，電流密度0.6-0.7A/dm2。
5、 根據權利要求2所述的金剛石制品的胎體的電鍍工藝，其特征在于所 述的電鍍液中的硫酸亞鐵銨350-450g/1， PH=2.8-3.5，電鍍溫度25-35。C，電流 密度2-2.5A/dm2。
6、 根據權利要求2所述的金剛石制品的胎體的電鍍工藝，其特征在于所 述的電鍍液中的氯化亞鐵350-400g/l;所述的其它氯化物為氯化鈉20g/l，氯 化錳10g/l;還包括硼酸2-5g/l， PH= 1-1.5，電鍍溫度30-45°C，電流密度 5-1 OA/dm2 。
7、 根據權利要求2所述的金剛石制品的胎體的電鍍工藝，其特征在于所 述的電鍍液中的氯化亞鐵220-280g/l，所述的其它氯化物為氯化鈣或者氯化鉀 180-200g/l， PH=5-5.5，電鍍溫度25-40。C，電流密度2-5A/dm2。
8、 根據權利要求2所述的金剛石制品的胎體的電鍍工藝，其特征在于所 述的電鍍液中的氯化亞鐵35O-380g/1，所述的其它氯化物為氯化錳10-30g/l，以 及氯化鈉10g/1， PH=2.5-3，電鍍溫度30-35。C，電流密度1.5-3A/dm2。
9、 根據權利要求2所述的金剛石制品的胎體的電鍍工藝，其特征在于所 述的電鍍液中的氯化亞鐵30O-350g/1，所述的其它氯化物為氯化錳30-50g/l,另 外還有氟硼酸10-15g/l; PH=2.5-3.5，電鍍溫度25-35。C，電流密度3-5A/dm2。
10、 根據權利要求2 9任何一項所述的金剛石制品的胎體的電鍍工藝，其 特征在于所用陽極為純鐵。
11、 根據權利要求2所述的金剛石制品的胎體的電鍍工藝，其特征在于所述的電鍍液中的硫酸鎳180-220g/l,硫酸亞鐵20-40g/l，所述的氯化物為氯化 鎳40-55g/1，氯化錳5-10g/1，另外還有硼酸40-50g/l，電鍍液PH=3-4，電鍍溫 度40-45t:，電流密度2-5A/dm2，陽極鎳鐵比例6-10:1。
12、 根據權利要求2所述的金剛石制品的胎體的電鍍工藝，其特征在于 所述的電鍍液中的硫酸鎳180-220g/l，硫酸亞鐵30-50g/l，所述的氯化物為氯化 鈉25-30g/l和氯化錳5-10g/l，另外還有硼酸40-50g/l， PH=3-4，電鍍溫度 40-45°C，電流密度2-4A/dm2，陽極鎳鐵比例6-10:1 。
全文摘要
一種金剛石制品的胎體及其電鍍工藝，其特征在于該胎體由電鍍的鐵或鐵鎳合金構成，該電鍍工藝采用的電鍍液包括硫酸亞鐵和其它硫酸鹽，或氯化亞鐵和其它氯化物，或硫酸鎳、硫酸亞鐵和氯化物。本發明的有益效果是電鍍鐵和含鐵量30-60％鐵鎳合金或者其他鐵合金均具有較高的硬度(HRC35-50)，對金剛石也具有良好的包鑲性能。雖然其耐磨性比電鍍鎳稍差，但有利于金剛石制品的出刃，提高金剛石制品的鋒利度，特別適合金剛石鉆頭和金剛石磨具的生產；用便宜的鐵替代昂貴的鎳，大大降低了電鍍金剛石制品的生產成本。
文檔編號C25D15/00GK101338441SQ20081014711
公開日2009年1月7日 申請日期2008年8月19日 優先權日2008年8月19日
發明者蘭橋昌 申請人:蘭橋昌