一种生产镀镍刺磨粒的电镀液及电镀方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电镀液，具体涉及一种生产镀镍刺磨粒的电镀液及电镀方法。
【背景技术】
[0002]金刚石具有高硬度、高强度，高耐磨性以及线膨胀系数小等一系列优异的物理化学特性，在磨削加工领域得到日益广泛的应用。但是在常温常压下，金刚石为亚稳定态，其耐热性不高，且存在一些表面缺陷，在加工过程中常会发生氧化失重或石墨化等反应从而降低加工效率。另外，由于磨具中金刚石磨粒与结合剂之间一般是机械地镶嵌，在磨削力的作用下金刚石磨粒极易脱落，从而使磨具的使用寿命大打折扣。
[0003]随着金刚石磨粒用途的不断扩大，如何提高金刚石的强度、如何延长制品的使用寿命引起了人们的极大关注，并采取了各种各样的加工处理方法。其中金刚石表面镀覆一层金属是最行之有效的一种方法。
[0004]在金刚石表面镀镍能赋予金刚石许多新的特性:提高了金刚石的强度、金刚石与基体的界面结合能力、隔氧保护、减轻金刚石热损伤程度、改善金刚石与基体界面的物理化学性能，还能提高金刚石工具的耐磨性和切削能力。
[0005]王艳辉等在金刚石表面镀镍工艺研宄(表面技术，1993年第22卷第I期，12-14)一文中提到:由于金刚石粒子表面镀Ni是为了提高金刚石的强度和与树脂类结合剂的粘结性，表面粗糙的镀层与结合剂的结合力更高，金刚石粒子更不易脱落。他采用普通镀暗Ni 的配方为:Ni S04 *6H20,200g/L ;H3B03，30g/L ;NaCl，15g/L ;pH值 4.5-5.5，温度 35°C，并采用上限电流密度1.5A/d m2 ο同时，该文献中还提到，化学镀前，金刚石粒子要进行敏化、活化和还原处理，目的是在金刚石表面形成金属微粒，使化学镀层依附这些金属微粒形成在金刚石表层。
[0006]徐湘涛在镀镍金刚石的制造及应用研宄(徐湘涛，镀镍金刚石的制造及应用研宄，超硬材料工程，2005年第17卷第3期总第61期，25-30) —文中揭示了镀镍有两种方法，一种为化学镀镍，一种为电镀，电镀液配方为硫酸镍200g/L、硫酸钴19g/L、硼酸30g/L、氯化钠15g/L，pH值为4-4.5，温度为40±2°C。
[0007]然而，普通镀镍金刚磨粒石存在如下问题:在用于树脂结合剂磨具时，普通镀镍金刚石磨粒与树脂结合剂之间的粘结力较低，磨粒易从树脂结合剂中脱落，导致磨具使用寿命低，且容易在工件表面产生划痕，影响工件质量的问题。
[0008]镀镍刺金刚石磨粒是表面所镀覆的镍金属呈现针刺状形态，即金刚石磨粒表面金属镍的呈现冰凌状、海螺状、乳房状、丛生状等长短不齐、形状各异的形态，表面粗糙程度远大于普通镀镍金刚石磨粒。镀镍刺金刚石磨粒和普通镀镍金刚石磨粒的用途是一样的，均应用在树脂结合剂磨具中，所不同的是:镀镍刺金刚石磨粒在树脂结合剂中的把持力远远大于普通镀镍金刚石，磨削加工的效果、使用寿命也明显优于后者，有效的提高了磨具的使用寿命和被磨工件的质量。
[0009]孙毓超等人在镀镍刺金刚石的SEM显微形貌(金刚石与磨料磨具工程，2003年6月，总第135期第3期，53-55) —文中宏观的展示了镀镍刺金刚石的若干SEM外观形貌，但并未对滚镀的工艺条件和镀液的配方进行披露。
[0010]其他在磨粒表面镀镍刺的电镀液配方及镀镍刺的工艺方法未见报道。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是针对普通镀镍金刚石磨粒的缺点，提供一种生产镀镍刺磨粒的电镀液及电镀方法。
[0012]本发明的第一目的是提供一种生产镀镍刺磨粒的电镀液，所述电镀液为含有以下成分的水溶液:硫酸镍、硼酸、氯化钠、氨基苯磺酸、苯亚磺酸钠和水。
[0013]具体的，每升所述电镀液中含有以下成分:50_300g的硫酸镍、7_50g的硼酸、5-25g的氯化钠、0.01-0.5g的氨基苯磺酸、0.01-0.5g的苯亚磺酸钠。
[0014]优选地，每升所述电镀液中含有以下成分:200-300g的硫酸镍、25-30g的硼酸、18-20g的氯化钠、0.01-0.5g的氨基苯磺酸、0.01-0.5g的苯亚磺酸钠。
[0015]进一步优选，每升所述电镀液中含有以下成分:200-300g的硫酸镍、25-30g的硼酸、18-20g的氯化钠、0.1-0.5g的氨基苯磺酸、0.1-0.5g的苯亚磺酸钠。
[0016]最佳，每升所述电镀液中含有以下成分:300g的硫酸镍、30g的硼酸、18g的氯化钠、0.2g的氨基苯磺酸、0.2g的苯亚磺酸钠。
[0017]本发明的另一目的是提供一种镀镍刺磨粒，其工艺包括以下步骤:
[0018]步骤1、取磨粒原料lOOOct，加入0.5-2g/L的氯化亚锡溶液0.5~2L,敏化处理10-40min，清洗，获得敏化磨粒；
[0019]步骤2、在步骤I获得的敏化磨粒中加入0.5-2g/L的氯化钯溶液0.5-2L，活化处理10_40min，清洗，获得活化磨粒；
[0020]步骤3、在步骤2获得的活化磨粒中加入10-50g/L的次亚磷酸钠溶液0.5-2L，还原处理10_40min，清洗，获得还原磨粒；
[0021]步骤4、配制4L预镀液，每升预镀液中各组分的浓度为:25-375g/L的硫酸镍、10-150g/L的柠檬酸纳、10-150g/L的乙酸钠、20_300g/L的次亚磷酸钠，将步骤3获得的还原磨粒倒入预镀液中搅拌均匀，温度控制在50-90°C，持续镀镍时间20-60min，形成预镀镍磨粒；
[0022]步骤5、配制IL电镀液，各成分的浓度为:硫酸镍50-300g/L、硼酸7_50g/L、氯化钠5_25g/L、氨基苯磺酸0.01-0.5g/L、苯亚磺酸钠0.01-0.5g/L，混合均勾；
[0023]步骤6、将步骤4获得的预镀镍磨粒放入电镀瓶，将所述电镀瓶装在滚动电镀仪上，加入步骤5中配制好的电镀液；电镀仪阳极为99.99%的镍板，阴极为铜导线；步骤7、控制镀镍阶段初始电流为0.5-2A ;经过2-30h后，将电流调大到2A-3A ;10_72h后，将电流调大到3-4A ;镀瓶转速控制在5-16r/min，并根据电流密度变化适当调整；镀镍过程中用25%的稀硫酸溶液维持电镀液pH值，所述pH值控制在2-6之间；镀镍持续生长20_120h ；
[0024]步骤8、电镀结束后对镀镍刺磨粒进行收集、清洗、烘干、检测。
[0025]上述磨粒原料中:
[0026]所述磨粒原料包括金刚石和/或立方氮化硼，所述金刚石优选为单晶金刚石、聚晶金刚石中的一种或两种；
[0027]所述磨粒原料的粒度在激光粒度仪测试，D50彡10 μ m，优选为15-50 μ m ；D50为粒度中值；
[0028]步骤6中对电镀瓶还进行了以下设定:所述镀瓶上固定有磁铁，磁铁数多2块，在电镀镍刺过程中产生均匀的磁场效应。
[0029]本发明还提供了镀镍刺磨粒的制备方法，该方法包括以下步骤:
[0030]步骤1、取磨粒原料lOOOct，加入0.5-2g/L的氯化亚锡溶液0.5~2L,敏化处理10-40min，清洗，获得敏化磨粒；
[0031]步骤2、在步骤I获得的敏化磨粒中加入0.5-2g/L的氯化钯溶液0.5-2L，活化处理10_40min，清洗，获得活化磨粒；
[0032]步骤3、在步骤2获得的活化磨粒中加入10-50g/L的次亚磷酸钠溶液0.5-2L，还原处理10_40min，清洗，获得还原磨粒；
[0033]步骤4、配制4L预镀液，每升预镀液中各组分的浓度为:25-375g/L的硫酸镍、10-150g/L的柠檬酸纳、10-150g/L的乙酸钠、20_300g/L的次亚磷酸钠，将步骤3获得的还原磨粒倒入预镀液中搅拌均匀，温度控制在50-90°C，持续镀镍时间20-60min，形成预镀镍磨粒；
[0034]步骤5、配制IL电镀液，各成分的浓度为:硫酸镍50-300g/L、硼酸7_50g/L、氯化钠5_25g/L、氨基苯磺酸0.01-0.5g/L、苯亚磺酸钠0.01-0.5g/L，混合均勾；
[0035]步骤6、将步骤4获得的预镀镍磨粒放入电镀瓶，将所述电镀瓶装在滚动电镀仪上，加入