一種金剛石表面鍍鎳的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金剛石加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金剛石表面鍍鎳的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]人造金剛石作為一種超硬磨料，以其高硬度、高耐磨性等獨(dú)特性能在磨削、切削、高精度機(jī)械加工得到廣泛的應(yīng)用。金剛石超硬磨料用作切削、磨削、拋光、修整工具使用時(shí)，由于其顆粒細(xì)小，需要依靠金屬或樹脂作為基體，將金剛石顆粒固結(jié)在一起制成金剛石工具，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的加工。但金剛石與大部分金屬均具有較高的界面能，使得金剛石與基體結(jié)合力較差，容易造成金剛石早期脫落，從而使磨具的加工效率和使用壽命大大降低。將金剛石表面進(jìn)行鍍鎳處理能解決這些問題，鍍鎳能提高金剛石的強(qiáng)度、金剛石與基體的界面結(jié)合能力并對(duì)金剛石隔氧保護(hù)，還能提高金剛石工具的耐磨性和切削能力。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外均采用化學(xué)鍍鎳的方式對(duì)金剛石表面進(jìn)行處理，該工藝的主要流程為:除油-水洗-敏化-活化-水洗-化學(xué)鍍鎳-水洗、過濾，即首先需要將金剛石表面進(jìn)行粗化、活化、敏化等處理，然后進(jìn)行化學(xué)鍍鎳。其中，敏化是將金剛石表面吸附一層氯化亞錫，水洗后氯化亞錫水解成Sn(HO)Cl膜;然后經(jīng)過活化工序中的氯化鈀溶液，經(jīng)反應(yīng)，使得后續(xù)的化學(xué)鍍鎳能夠順利地進(jìn)行。
[0004]但是，現(xiàn)有技術(shù)活化過程中使用含貴重金屬鈀的氯化鈀，這使得金剛石表面鍍鎳處理的成本居高不下；又因?yàn)楝F(xiàn)有金剛石化學(xué)鍍鎳工藝中的敏化和活化工序比較復(fù)雜，工藝質(zhì)量難以穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N金剛石表面鍍鎳的方法，該方法工藝簡(jiǎn)單，工藝質(zhì)量穩(wěn)定，成本更低。
[0006]本發(fā)明提供一種金剛石表面鍍鎳的方法，包括以下步驟:
[0007]I)將金剛石依次進(jìn)行除油和水洗，得到水洗后的金剛石；
[0008]2)將步驟I)水洗后的金剛石與活化液接觸后，進(jìn)行真空燒結(jié)，得到活化后的金剛石;所述活化液包括水溶性鎳鹽、還原劑和絡(luò)合劑；
[0009]3)將步驟2)活化后的金剛石進(jìn)行化學(xué)鍍鎳。
[0010]優(yōu)選地，步驟2)中，所述水溶性鎳鹽選自硫酸鎳、氨基磺酸鎳、醋酸鎳、次磷酸鎳或氯化鎳。
[0011]優(yōu)選地，步驟2)中，所述絡(luò)合劑選自檸檬酸鈉、丁二酸、乳酸、蘋果酸、甘氨酸、琥珀酸、酒石酸或EDTA。
[0012]優(yōu)選地，步驟2)中，所述還原劑選自水合聯(lián)氨、次磷酸鈉、硼氫化鈉或烷基氨硼烷。
[0013]優(yōu)選地，步驟2)中，所述活化液中水溶性鎳鹽的濃度為50?100g/L，絡(luò)合劑的濃度為100?200g/L，還原劑的濃度為50?100mL/L。
[0014]優(yōu)選地，步驟2)中，所述真空燒結(jié)的真空壓力為-0.06MPa?-0.08MPa，所述真空燒結(jié)的溫度為100?150°C。
[0015]優(yōu)選地，步驟I)中，所述除油具體為:將金剛石在含有鈉鹽和乳化劑的溶液中浸泡。
[0016]優(yōu)選地，步驟I)中，所述水洗具體為:將除油后的金剛石水洗至pH值為6?8。
[0017]優(yōu)選地，步驟3)中，所述化學(xué)鍍鎳具體為:將所述活化后的金剛石在含有硫酸鎳、次磷酸鈉、檸檬酸和硫脲的鍍鎳溶液中浸泡。
[0018]優(yōu)選地，步驟3)中，所述鍍鎳溶液的pH值為4.8?5.2，所述浸泡的溫度為50?80Γ。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的金剛石表面鍍鎳的方法的主要工藝流程為:除油-水洗-活化-化學(xué)鍍鎳。其中，所述活化工藝具體為:將水洗后的金剛石與包括水溶性鎳鹽、還原劑和絡(luò)合劑的活化液接觸后，進(jìn)行真空燒結(jié)，得到活化后的金剛石。本發(fā)明采用含有水溶性鎳鹽、還原劑和絡(luò)合劑的活化液，通過真空燒結(jié)的方式，將鎳鹽還原成金屬鎳，并燒結(jié)在金剛石表面。本發(fā)明利用鎳的催化活性，將原來的敏化和活化工序合并為一道活化工序，使工藝簡(jiǎn)化，成本降低，同時(shí)能使整個(gè)鍍鎳的工藝質(zhì)量穩(wěn)定，適于工業(yè)化擴(kuò)大生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0020]圖1為實(shí)施例1提供的化學(xué)鍍鎳金剛石的電鏡掃描照片；
[0021]圖2為實(shí)施例2提供的化學(xué)鍍鎳金剛石的電鏡掃描照片；
[0022]圖3為比較例提供的化學(xué)鍍鎳金剛石的電鏡掃描照片。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024]本發(fā)明提供了一種金剛石表面鍍鎳的方法，包括以下步驟:
[0025]I)將金剛石依次進(jìn)行除油和水洗，得到水洗后的金剛石；
[0026]2)將步驟I)水洗后的金剛石與活化液接觸后，進(jìn)行真空燒結(jié)，得到活化后的金剛石;所述活化液包括水溶性鎳鹽、還原劑和絡(luò)合劑；
[0027]3)將步驟2)活化后的金剛石進(jìn)行化學(xué)鍍鎳。
[0028]本發(fā)明提供的金剛石表面鍍鎳的方法的工藝簡(jiǎn)單，工藝質(zhì)量穩(wěn)定，成本更低，具有更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例將金剛石進(jìn)行除油，具體來說，可將金剛石在含有鈉鹽和乳化劑的溶液中浸泡，得到除油后的金剛石。
[0030]本發(fā)明以金剛石微粉為鍍鎳處理對(duì)象;所述金剛石微粉為本領(lǐng)域常用的金剛石磨料，本發(fā)明實(shí)施例可采用規(guī)格為W30-40的金剛石，或采用規(guī)格為W40-50的金剛石。本發(fā)明實(shí)施例將金剛石微粉在含有鈉鹽和乳化劑的溶液中浸泡，除去金剛石表面的油脂及污物。其中，鈉鹽包括氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸鈉和硅酸鈉等;乳化劑采用本領(lǐng)域常用的即可，如十二烷基磺酸鈉。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，除油的溶液包括:10g/L Na0H，20g/L Na2CO3，30g/LNa3PO4.H20，10g/L硅酸鈉和2g/L乳化劑。所述除油的溫度一般為20?30°C，時(shí)間可為1min0
[0031]得到除油后的金剛石后，本發(fā)明實(shí)施例將其進(jìn)行水洗。本發(fā)明優(yōu)選將除油后的金剛石水洗至PH值為6?8，得到水洗后的金剛石。所述水洗為本領(lǐng)域熟知的技術(shù)手段，本發(fā)明沒有特殊限制，水洗至PH值為中性即可。
[0032]本發(fā)明實(shí)施例將水洗后的金剛石與包括水溶性鎳鹽、還原劑和絡(luò)合劑的活化液接觸，然后進(jìn)行真空燒結(jié)，得到活化后的金剛石。
[0033]本發(fā)明實(shí)施例可配制得到活化液，所述活化液包括水溶性鎳鹽、還原劑和絡(luò)合劑。其中，所述水溶性鎳鹽優(yōu)選自硫酸鎳、氨基磺酸鎳、醋酸鎳、次磷酸鎳或氯化鎳，更優(yōu)選為硫酸鎳(NiSO4)。所述還原劑將鎳鹽還原成金屬鎳，進(jìn)而使金屬鎳催化活化金剛石;所述還原劑優(yōu)選自水合聯(lián)氨、次磷酸鈉、硼氫化鈉或烷基氨硼烷，更優(yōu)選為水合聯(lián)氨。所述絡(luò)合劑優(yōu)選自檸檬酸鈉、丁二酸、乳酸、蘋果酸、甘氨酸、琥珀酸、酒石酸或乙二胺四乙酸(EDTA)，更優(yōu)選為檸檬酸鈉。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述活化液包括硫酸鎳、檸檬酸鈉和水合聯(lián)氨。
[0034]本發(fā)明實(shí)施例將水溶性鎳鹽、還原劑和絡(luò)合劑配制成活化液，所述活化液中水溶性鎳鹽的濃度可為50?100g/L，優(yōu)選為60?80g/L。所述活化液中絡(luò)合劑的濃度優(yōu)選為100?200g/L，更優(yōu)選為120?180g/L。所述活化液中還原劑的濃度優(yōu)選為50?100mL/L，更優(yōu)選為60?80mL/L。
[0035]本發(fā)明優(yōu)選將水洗后的金剛石在活化液中浸泡;浸泡一定時(shí)間后過濾，然后置于真空熱處理爐內(nèi)進(jìn)行真空燒結(jié)，得到活化后的金剛石。其中，所述浸泡的時(shí)間可為15min。本發(fā)明浸泡活化液后進(jìn)行過濾，所述過濾優(yōu)選為真空抽濾，使金剛石表面吸附一層活化液，然后進(jìn)行真空高溫?zé)Y(jié)，金剛石表面的活化液被還原成金屬鎳，并燒結(jié)在金剛石表面。在本發(fā)明中，所述真空燒結(jié)的真空壓力優(yōu)選為-0.06MPa?-0.08MPa。本發(fā)明實(shí)施例過濾后將處理的金剛石置于真空熱處理爐內(nèi)進(jìn)行真空燒結(jié)，溫度優(yōu)選設(shè)定為100?150°C，更優(yōu)選為110?140 °C ;保溫的時(shí)間可為3h?6h，優(yōu)選為4h?5h。
[0036]活化后，本發(fā)明實(shí)施例將處理的金剛石水洗至pH值為6?8中性，清洗干凈。本發(fā)明實(shí)施例將活化、水洗后的金剛石進(jìn)行化學(xué)鍍鎳，在金剛石表面鍍上鎳層。具體地，本發(fā)明可將活化后的金剛石倒入化學(xué)鍍鎳溶液中，使所述活化后的金剛石在含有硫酸鎳、次磷酸鈉、檸檬酸和硫脲的鍍鎳溶液中浸泡。
[0037]本發(fā)明實(shí)施例可配制得到鍍鎳溶液，所述鍍鎳溶液以硫酸鎳為主鹽，其濃度可為25g/L。所述鍍鎳溶液包括次磷酸鈉，化學(xué)式為NaH2PO2.H2O(NaPO2H2)，其濃度可為20g/L，利于保證鍍液的穩(wěn)定性和鍍層質(zhì)量。所述鍍鎳溶液包括檸檬酸，所述檸檬酸的濃度優(yōu)選為10?15g/L。本發(fā)明加入檸檬酸是利用其緩沖性使鍍液變得穩(wěn)定，檸檬酸可與化學(xué)鍍液中的金屬離子形成化合物，從而控制鎳離子在溶液中的濃度，保證鍍層質(zhì)量。所述鍍鎳溶液包括硫脲，其濃度可為0.05