基于碱性化学复合镀的磁性磨料制备研究

发布时间：2019-11-21 22:22

【摘要】：随着工业的发展,具有优良表面质量的零部件已广泛应用于高精密产品和军工国防等重要领域,零件的精密与特种加工技术成为了当今制造业的研究热点。磁力研磨技术具有较好的加工柔性、较高的加工表面质量和较低的设备要求,在针对复杂表面和型腔内表面等加工上具有独特的优势。但作为磁力研磨的核心因素之一的磁性磨料的制备工艺仍不理想,极大制约了磁性磨料的工业应用。化学复合镀是通过在普通镀液中加入非水溶性微粒,获得兼具镀层与微粒优良性能的复合镀层的技术。本文针对现阶段磁性磨料制备中存在的问题,提出了基于碱性化学复合镀的磁性磨料制备方法,主要做了以下几个方面的工作：以化学镀的镀速和镀层硬度为指标,采用正交试验和单因素实验对镀液配方进行优化,得到了最佳的碱性化学复合化学镀工艺配方：硫酸镍30 g/L、次磷酸钠25 g/L、柠檬酸钠65 g/L,某络合剂25 g/L,硫脲2 mg/L,某加速剂30 g/L,pH为10,温度为70℃。采用此配方获得的镀层具有较高的硬度,大大增强了镀层对磨粒相的把持力；镀层中磷元素含量为4.172%,属于典型的低磷镀层。经400℃热处理后镀层金属经历了由非晶态到晶态的转变,生成了新的Ni3P相,镀层硬度进一步提高。对镀层进行划痕测试,表明镀层与基体的结合力良好。以人造金刚石微粒为磨粒相,以条状铁丝为铁磁相,以Ni-P镀层为结合剂,通过滚镀的方式制备磁性磨料。根据复合镀的工艺特点,提出采用条状代替球状作为磨粒相的形状；以金刚石磨粒相在铁磁相表面的分布均匀性为主要指标,采用单因素实验探究了滚镀各工艺参数对磨粒相分布均匀性的影响。获得了最优的工艺条件为：滚筒转速7°/s,磨粒相加入量0.4g/L,滚筒转动时间间隔5 min,镀液搅拌速度300 r/min。此工艺条件下获得的复合镀层中磨粒相在铁磁相表面分布最为均匀,可以保证后续磁力研磨时磁性磨料的性能。在数控车床上使用制备的磁性磨料对不锈钢管内表面进行磁力研磨,检测了磨料的研磨效率和使用寿命；探究了主轴转速、研磨时间、磁极进给速度等因素对表面粗糙度的影响。
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１９４６年，Ａ．Ｂｒｅｎｎｅｒ和Ｇ．Ｒｉｄｄｅｌｌ在实验室中制备了可以工作的镀液，标志着化学锿逡逑技术的发明［４１］。至２０世纪７０年代，化学镀技术开始迅速发展；８０年代后化学镀几乎逡逑遍布所有工业部门，如机械，航空，化工，汽车，模具，医疗，电子，纺织等，如图２．１逡逑所示。１９６６年发明的化学复合镀成功地将第二相微粒的优点与化学镀完美结合，生产出逡逑了耐磨镀层［４２】和自润滑复合锻层［３８１等，更促进了化学渡的应用［４３】。逡逑酬＿逡逑＿＿逡逑１）化学镀硬络齿轮２）电子插头３）燃气轮机叶片４）医疗器械５）印刷线路板逡逑６）超硬钻头、砂轮７）纺织机械零件８）机械模具９）化工管道逡逑图２．１化学链的工业应用逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ邋ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ邋ｏｆ邋ｃｈｅｍｉｃａｌ邋ｐｌａｔｉｎｇ逡逑（１）化学镀镍的分类以及化学镀镍溶液的成分逡逑按镀液ｐＨ高低可以将化学镀分为酸性化学镀和碱性化学镀两类［４〖］。酸性渡液的ｐＨ逡逑一般介于４至６之间，，碱性锻液的ｐＨ邋—般大于８。按镀层中a惡�量（重量百分比）可逡逑－１０邋－逡�

本文编号：2564190