金刚石电镀工具镀前处理新工艺

(一)镀前处理新工艺

金刚石是目前发现的硬度最高、锋利性较好的磨粒。采用电镀的方法将金刚石磨料"电镀"在金属基体上，代替传统的压铸烧结法，不仅投资少、成本低，而且避免了在高温情况下金刚石的氧化，保证了金刚石的硬度和锋利性。

在整个电镀金刚石过程中，90%以上的电镀层结合不良是由于镀前处理不良所致。因此，要提高电镀质量，最主要的是做好镀前处理。

镀前处理的内容大致包括：除油、防锈、浸蚀、酸洗、活化清洗以及加辅助电极和装挂等。

为了提高镀层质量，经过对国内外的电镀行业情况进行分析和比较，结合实际，制定了镀前处理新工艺流程如下：去毛刺 清洗 涂绝缘胶 擦洗 化学除油 热、冷水冲洗 酸洗 冷水冲洗 电化学除油 冲洗 阳极处理 冲洗入槽。

1.去毛刺 用砂纸和手锉将工件上的毛刺除去，防止工件表面呈现介电的不良状态。

2.清洗 用酒精将工件擦洗一遍，初步清除工件表面的油污。

3.涂绝缘胶 将擦洗后的工件，在非镀部位上涂一层快速粘合剂，使非镀部位绝缘。

4.擦洗 为了防止需镀部位被涂上绝缘胶，用手锉或砂纸将该部位再打磨一遍，然后冲洗。

5.化学除油 除油剂配方。

氢氧化钠具有很强的皂化作用，与动植物油反应，生成可溶性飞皂和甘油。

十二烷基硫酸钠是一种表面活呼剂，在其十二烷基疏水基团和硫酸根亲水基团的协同作应下，降低了液体与工作之间的表面张力。它作为一种碱液添加剂，加快了除油速度。

碳酸钠和硅酸钠则是两种缓冲剂对处来酸起缓冲作用，使融液的PH值基本上保持不边。

将工件置与于上述溶液中，在40℃～60℃的情况下清洗30分钟左右。

6.热，冷水冲洗先用热水冲洗，在用冷书冲洗，避免除油液进入酸溶液中。

7.酸洗 酸洗液配方，其目的是去除基体表面的氧化皮。

8.冷水冲洗 酸洗后，将工件夹出，用冷水冲洗，然后装挂到电化学除油槽内。

9.电花学除油 电化学除油剂配方

把工作装挂在此溶液内，接同点源，先阴级处理1分钟，然后阳极处理3分种。所采用的电流密度为10A/dm2，电极为不锈钢板。电化学除油的反应如下：

阳级除油：4OH--2e=O2 +H2O

阴极除油：2H++2e=H2

采用先阴后厌极的联合除油法，具有去油速度快，无氢脆的优点。

10.冲洗将用电化学除油后的工件用书进性行冲细洗，准备竟行阳行处理。

11.阳极处理 阳极处理液配方见表4所示，将基体装挂好，需镀部位插入该液中。负极用铅板，正极用基体。电流密度为25A/dm2,通电时间为3分钟。阳级处理避免了产生氢脆的现象，尤其适合于入槽前的最后一道工序。

12.冲洗入槽 将阳极处理完毕的基体快速进行冲洗后，放入电镀槽中，准备电镀。

至此，完成金刚石电镀的整个镀前处理。

(二)实验结果

实验将试件分成五组，在不同的镀前处理工艺流程下进行镀前处理，然后在同一电镀条件下入槽电镀。各组试件具体处理条件。

试样采用15 15 2mm2的铁片。实验时，温度为40℃ 1℃，电流密度为40MA/dm2,阳极为纯净的2镍板，阴极为试件。

对电镀完的试件进行结合力和脆性两方面的检验。镀层结合力检验是采用定性的实验检测方法即锉刀试验法。所谓锉刀实验法是指用锉刀由基体向镀层方向成45o锉镀层边缘。如镀层不被带起或脱落，则为合格。

当结合力良好时，再进行镀层的脆性检验。脆性检验采用的是弯曲法。弯曲法将试件夹在虎钳上反复弯曲，同时用放大镜观察弯曲部位的变化至出现第一条裂纹为止。

由表5的测量结果可知，采用新工艺，试件表面光洁性好，油污和氧化皮被除净，试件呈现出良好的受镀状态。镀层金属与基体金属间的结合力良好，镀层的均匀性、完整性都较好。

(三)结论

1.采用机械去毛刺、锉磨需镀部位的方法，防止工件表面呈现介电的不良状态;

2.将十二烷基硫酸钠作为碱添加剂，加强了基体表面的活性，去油速度快、质量好;

3.采用低温去油，使基体不受热应力影响;

4.在化学除油和酸洗后，又采用电化学除油和阳极处理，大大地改变了基体表面的状态，提高了镀液的分散能力和覆盖能力，提高了镀层的均匀性、完整性，增强了镀层的结合力。

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