一种有序植钻电镀的滚轮生产工艺

技术领域

本发明涉及金刚石滚轮技术领域，尤其涉及一种有序植钻电镀的滚轮生产工艺。

背景技术

目前国内金刚石滚轮的传统工艺为电铸内镀工艺（简称“UZ”）及粉末冶金工艺（简称“TS”）。电镀工艺产品精度高，切削力好，但寿命较短；烧结工艺寿命长，精度偏低，但切削力不足；二者各有优劣。

公告号为CN112536738B的中国发明专利公开了一种金刚石滚轮快速电镀装置及工艺，包括镀槽，所述镀槽内设有镀液循环装置和阴模动态旋转装置，所述阴模动态旋转装置包括阴极导电支撑杆和阴模固定装置，所述阴模固定装置包括与阴极导电支撑杆相连接的上旋转盖板，所述上旋转盖板上设有阳极钛篮，上旋转盖板下方设有下旋转盖板，下旋转盖板上设有阴模，阳极钛篮插入阴模中设置；解决了金刚石滚轮制造周期过长的技术问题。

但是上述工艺在使用过程中，其通过镀槽内的循环镀液实现电镀，且在电镀之前滚轮无其他额外工艺，生产出的滚轮外圆周仅为电镀层，切削力较低，锋利度不佳，由于外部仅为电镀层，其耐磨性和使用寿命也大大缩短，不满足长时间、高锋利度的切削使用需求。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题而提供一种步骤简便，成本低，且人工植钻均匀，经过电镀后整体变形量小、修整量小，大大提高了滚轮的锋利性、稳定性和使用寿命的有序植钻电镀的滚轮生产工艺。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种有序植钻电镀的滚轮生产工艺，包括如下步骤： S1：石墨模具下料；S2：使用成型刀具在石墨模具上加工内部型腔； S3：在内部型腔的圆周上进行人工植钻；S4：在电解池内进行电镀，使镍离子镀层覆盖人工植入的金刚石； S5：加工铁芯；S6：将铁芯放入内部型腔内后，向石墨模具与铁芯之间注入锡铋合金形成滚轮； S7：脱模去除外部石墨模具得到电镀后的金刚石滚轮；S8：通过机加工、磨加工、精修修整。

优选的，所述石墨模具内设有六个对称的工艺孔。

优选的，所述滚轮从内至外由铁芯、锡铋合金、金刚石和电镀层组成。

优选的，所述步骤S3还包括如下步骤： S301：在内部型腔表面涂抹导电胶；S302：对金刚石表面进行镀铬或镀镍处理； S303：将镀铬或镀镍后的金刚石植入内部型腔的表面。

优选的，所述电解池内设有电镀液，植钻后的石墨模具浸泡在电镀液内，所述石墨模具的内部型腔内设有网状的钛篮，所述钛篮内设有梅花镍块，所述钛篮接电镀阳极，石墨模具在工艺孔处接电镀阴极，电镀时梅花镍块的镍离子透过钛篮吸附在金刚石周围。

优选的，所述步骤S4持续15天，直至镍离子将金刚石完全覆盖并达到一定厚度。

优选的，所述步骤S6中，锡铋合金中锡占99.3%，铋占0.7%，所述锡铋合金注入时为液态，其温度为170℃。

优选的，液态的锡铋合金注入后自然冷却，使锡铋合金、铁芯、金刚石和电镀层形成整体。

优选的，电镀层厚度由镀前直径减去镀后直径除以2得出，电镀层厚度为2.5-4mm。

优选的，所述石墨模具去除脱模后得到滚轮，此时金刚石与电镀层固定在锡铋合金的外圆周。

与现有技术相比，该有序植钻电镀的滚轮生产工艺经过S1：石墨模具下料；S2：使用成型刀具在石墨模具上加工内部型腔；S3：在内部型腔的圆周上进行人工植钻；S4：在电解池内进行电镀，使镍离子镀层覆盖人工植入的金刚石；S5：加工铁芯；S6：将铁芯放入内部型腔内后，向石墨模具与铁芯之间注入锡铋合金形成滚轮；S7：脱模去除外部石墨模具得到电镀后的金刚石滚轮；S8：通过机加工、磨加工、精修修整；具有步骤简便，成本低，且人工植钻均匀，经过电镀后整体变形量小、修整量小，大大提高了滚轮的锋利性、稳定性和使用寿命的有益效果。

附图说明

图1为本发明中石墨模具的结构示意图。

图2为本发明中石墨模具加工内部型腔的结构示意图。

图3为本发明中人工植钻的示意图。

图4为本发明中电镀之前的结构示意图。

图5为本发明中电镀之后的结构示意图。

图6为本发明中镀层厚度的结构示意图。

图7为本发明中铁芯的结构示意图。

图8为本发明中浇铸后的整体结构示意图。

图9 为本发明工艺生产的滚轮结构示意图。

图中：1、石墨模具；11、工艺孔；12、内部型腔；2、电解池；21、钛篮；22、梅花镍块；3、金刚石；4、电镀层；5、铁芯；6、锡铋合金；7、滚轮。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。附图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

请参照图1-9，一种有序植钻电镀的滚轮生产工艺，包括如下步骤： S1：石墨模具1下料，所述石墨模具1内设有六个对称的工艺孔11；S2：使用成型刀具在石墨模具1上加工内部型腔12； S3：在内部型腔12的圆周上进行人工植钻（金刚石）；S4：在电解池2内进行电镀，使镍离子镀层覆盖人工植入的金刚石3； S5：加工铁芯5，其中铁芯为45#钢；S6：将铁芯5放入内部型腔12后，向石墨模具1与铁芯5之间注入锡铋合金6形成滚轮7； S7：脱模去除外部石墨模具1得到电镀后的金刚石滚轮7；S8：通过机加工、磨加工等对金刚石滚轮7进行精修修整。

在本发明中，所述滚轮7从内至外由铁芯5、锡铋合金6、金刚石3和电镀层4组成；本发明中，滚轮的生产工艺将传统的烧结和电镀工艺相结合，并省略处大量前期烧结步骤，经过人工植钻从而形成稳定性强、锋利性高、使用寿命长的电镀金刚石滚轮，且整体工艺简便，加工效率高，成本低，满足企业生产需求。

在本实施例中，所述步骤S3还包括如下步骤： S301：在内部型腔12表面涂抹导电胶；S302：对金刚石3表面进行镀铬或镀镍处理，使金刚石3表现具有一定的导电性能；S303：将镀铬或镀镍后的金刚石3植入内部型腔12的表面，植入时通过导电胶粘结固定。

导电胶在涂抹时确保均匀一致，保证金刚石粘结的牢固性；由于导电胶的设立能够使石墨模具具有导电性，不仅便于后续电镀，还有利于增大电镀后滚轮的锋利性。

在步骤S3中植入的金刚石颗粒大，且整体人工手动植入，确保金刚石设立均匀、一致，但因金刚石颗粒大，因此金刚石与金刚石之间将存在间隙，影响锋利程度和耐磨性能，而后续的电镀步骤将解决这一技术问题，并提高滚轮整体锋利性能和耐磨性能。

具体的，所述电解池2内设有电镀液，植钻后的石墨模具1浸泡在电镀液内，所述石墨模具1的内部型腔12内设有网状的钛篮21，所述钛篮21内设有梅花镍块22，所述钛篮21接电镀阳极，石墨模具1在工艺孔11处接电镀阴极，电镀时梅花镍块22的镍离子透过钛篮21吸附在金刚石3周围，所述步骤S4电镀持续15天，直至镍离子将金刚石3完全覆盖并达到一定厚度。电镀时玩不的石墨模具1作为阴模，材质为高纯石墨，内部钛篮21作为阳模，通电后通过电镀液的作用进行电镀；此时钛篮21内的梅花镍块22进行析离，镍离子不断向金刚石3方向运动，从而将金刚石3覆盖，整体厚度增大，金刚石颗粒与颗粒之间无间隙，增大密实性的同时能够提高滚轮的锋利度，增大使用寿命。

其中铁芯5的周围设有凹凸状缺口，增大与锡铋合金6的把持力，使基体和金刚石结合更加牢固，其中锡铋合金6中锡占99.3%，铋占0.7%，所述锡铋合金6注入时为液态，其温度为170℃。

将铁芯5放入内部型腔12内后，向石墨模具1与铁芯5之间注入锡铋合金6形成滚轮7，液态的锡铋合金6注入后自然冷却，使锡铋合金6、铁芯5、金刚石3和电镀层4形成整体，性能更加稳定。

请再次参阅图6，在本实施例中，镀层厚度由镀前直径d1减去镀后直径d2除以2得出，使镀层厚度为2.5-4mm，优选4mm，同时在保证厚度的同时要满足电镀层4完全覆盖包裹人工植入的金刚石3，形成完成整稳定的滚轮。

其中所述石墨模具1去除脱模后得到滚轮7，脱模后金刚石3与电镀层4固定停留在锡铋合金6的外圆周；满足滚轮锋利、耐磨、稳定性强的使用需求；最终通过加工使滚轮达到产品精度要求。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。