年产80万千米电镀金刚线项目
可
行
性
研
究
报
告
二零一七年九月
目录
第一章总论 (1)
1.1项目概要 (1)
1.1.1项目名称 (1)
1.1.2项目建设单位 (1)
1.1.3项目建设性质 (1)
1.1.4项目建设地点 (1)
1.1.5项目负责人 (1)
1.1.6项目投资规模 (1)
1.1.7项目建设规模 (2)
1.1.8项目资金来源 (2)
1.1.9项目建设期限 (2)
1.2项目承建单位介绍 (3)
1.3编制依据 (3)
1.4编制原则 (3)
1.5研究范围 (4)
1.6主要经济技术指标 (4)
第二章项目背景及必要性分析 (6)
2.1项目提出背景 (6)
2.2项目建设必要性分析 (7)
2.2.1顺应我国战略性产业快速发展的需要 (7)
2.2.2推动我国太阳能光伏产业快速发展的需要 (8)
2.2.3推动我国电镀金刚线产业可持续发展的需要 (9)
2.2.4增加就业带动相关产业链发展的需要 (9)
2.2.5促进项目建设地经济发展进程的的需要 (9)
2.3项目可行性分析 (10)
2.3.1政策可行性 (10)
2.3.2市场可行性 (11)
2.3.3技术可行性 (11)
2.3.4管理可行性 (12)
2.4分析结论 (12)
第三章行业市场分析 (13)
3.1我国太阳能光伏产业发展状况分析 (13)
3.2我国太阳能光伏产业发展前景分析 (15)
3.3电镀金刚线市场发展前景分析 (16)
3.4市场分析结论 (18)
第四章项目建设条件 (19)
4.1地理位置选择 (19)
4.2区域建设条件 (19)
4.2.1区域概况 (19)
4.2.2地形地貌条件 (20)
4.2.3气候条件 (20)
4.2.4自然资源条件 (21)
4.2.5区域交通运输条件 (21)
4.2.6经济发展条件 (22)
第五章总体建设方案 (24)
5.1总图布置原则 (24)
5.2土建方案 (24)
5.2.1总体规划方案 (24)
5.2.2土建工程方案 (25)
5.3主要建设内容 (26)
5.4工程管线布置方案 (26)
5.4.1给排水 (26)
5.4.2供电 (28)
5.5道路设计 (30)
5.6总图运输方案 (31)
5.7土地利用情况 (31)
5.7.1项目用地规划选址 (31)
5.7.2用地规模及用地类型 (31)
第六章产品及技术方案 (32)
6.1主要产品方案 (32)
6.2产品生产采用标准 (32)
6.3产品价格制定原则 (32)
6.4产品生产规模确定 (32)
6.5项目产品生产工艺 (33)
6.5.1工艺设计指导思想 (33)
6.5.2项目产品工艺流程 (33)
第七章原料供应及设备选型 (34)
7.1主要原材料供应 (34)
7.2主要设备选型 (34)
第八章节约能源方案 (35)
8.1本项目遵循的合理用能标准及节能设计规范 (35)
8.2建设项目能源消耗种类和数量分析 (35)
8.2.1能源消耗种类 (35)
8.2.2能源消耗数量分析 (35)
8.3项目所在地能源供应状况分析 (36)
8.4主要能耗指标及分析 (36)
8.5节能措施和节能效果分析 (37)
8.5.1工业节能 (37)
8.5.2节水措施 (37)
8.5.3建筑节能 (38)
8.5.4企业节能管理 (39)
8.6结论 (39)
第九章环境保护与消防措施 (40)
9.1设计依据及原则 (40)
9.1.1环境保护设计依据 (40)
9.1.2设计原则 (40)
9.2建设地环境条件 (41)
9.3 项目建设和生产对环境的影响 (41)
9.3.1 项目建设对环境的影响 (41)
9.3.2 项目生产过程产生的污染物 (42)
9.4 环境保护措施方案 (42)
9.4.1 项目建设期环保措施 (42)
9.4.2 项目运营期环保措施 (44)
9.5绿化方案 (45)
9.6消防措施 (45)
9.6.1设计依据 (45)
9.6.2防范措施 (45)
9.6.3消防管理 (47)
9.6.4消防措施的预期效果 (47)
第十章劳动安全卫生 (48)
10.1编制依据 (48)
10.2概况 (48)
10.3劳动安全 (48)
10.3.1工程消防 (48)
10.3.2防火防爆设计 (49)
10.3.3电力 (49)
10.3.4防静电防雷措施 (49)
10.4劳动卫生 (50)
10.4.1通风 (50)
10.4.2卫生 (50)
10.4.3照明 (50)
10.4.4个人防护 (50)
10.4.5安全教育及防护 (51)
10.5 预期效果评估 (51)
第十一章企业组织机构与劳动定员 (52)
11.1组织机构 (52)
10.2激励和约束机制 (52)
10.3人力资源管理 (53)
10.3.1劳动定员 (53)
10.3.2福利待遇 (53)
第十二章项目实施规划 (54)
12.1建设工期的规划 (54)
12.2 建设工期 (54)
12.3实施进度安排 (54)
第十三章投资估算与资金筹措 (55)
13.1投资估算依据 (55)
13.2建设投资估算 (55)
13.3流动资金估算 (56)
13.4资金筹措 (56)
13.5项目投资总额 (56)
13.6资金使用和管理 (59)
第十四章财务及经济评价 (60)
14.1总成本费用估算 (60)
14.1.1基本数据的确立 (60)
14.1.2产品成本 (61)
14.1.3平均产品利润 (62)
14.2财务评价 (62)
14.2.1项目投资回收期 (62)
14.2.2项目投资利润率 (63)
14.2.3不确定性分析 (63)
14.3经济效益评价结论 (66)
第十五章风险分析及规避 (68)
15.1项目风险因素 (68)
15.1.1不可抗力因素风险 (68)
15.1.2技术风险 (68)
15.1.3市场风险 (68)
15.1.4资金管理风险 (69)
15.2风险规避对策 (69)
15.2.1不可抗力因素风险规避对策 (69)
15.2.2技术风险规避对策 (69)
电镀金刚石工具应用及工艺要点 摘要：分析了金刚石复合电镀的原理，介绍了电镀金刚石工具在机械加工、电气电子、玻璃、工艺美术及日用品等工业领域的应用。给出了选用金刚石的标准及除杂方法，待镀件几何图形的面积计算，电镀容器的规格和用途。讲解了电解液的加热方式和阳极使用方法，及电镀质量检测要求：研究了一种电镀金刚石工具新工艺：250～260LNiSO4?7H20，30~35LNiCI2?6H20，35～40LH3BO3，30mL/L增光刑，50mL/L增硬刑，35mL/L增润剂，pH4．6～5，40～44℃，JK=0、5～lA／din提出了电镀清洁生产的基本条件。 关键词：复合电镀；电镀金刚石；生产应用； 1电镀金刚石工具原理 电镀金刚石是金属复合电沉积过程(又称镶嵌电镀)。由于采用Ni-C0二元合金或Ni-Co-Mn三元合金电解液，可获得合金复合镀层，具有比单金属Ni镀层更好的性能(硬度、致密性、耐磨性、耐高温性等)：要实现合金的共沉积，必须要求2种金属的电极电位差小于0．02V。Ni(一0．25V)、Co(一0．27V)的电极电位差为0．02V，因此可以得
到Ni．Co合金镀层。尽管Ni与Mn(一1．05V)的电极电位差偏大(0．80V)，但在硫酸盐电解液中，Mn的极化不大，而Ni的极化却很显著，因此仍可获得Ni-Co-Mn三元合金镀层。 金刚石在弱酸性溶液中吸附H(这可由加入金刚石后溶液pH升高而证明)，并在电场作用下向阴极缓慢移动，最终吸附在阴极表面。这样当N、Co、Mn“不断在阴极表面吸附时，就把吸附在阴极表面的金刚石不断包裹起来，形成金刚石复合镀层。 为使金刚石与基体及包裹镀层互相溶合成一体，基体及镀层必须具有与金刚石表面相似的结构。 2电镀金刚石工具的应用范围 2.1机械加工工业 电镀金刚石滚轮已成功地应用于修整成型磨削用的普通砂轮或者直接对工件进行成型磨削，并广泛地用于加工曲轴、轴承、液压阀件等。
金刚石线锯制造的一些关键技术问题 图1表明了分别采用未镀覆金刚石与镀覆金刚石上砂电镀镍的区别。众所周知，采用未镀覆的原始金刚石制作电镀金刚石工具，镀镍层从工具的基体开始逐渐生长增厚，由于金刚石不能导电，镍镀层不在金刚石上沉积，而是“绕过”金刚石生长，通过显微镜发现发现，在镍镀层与金刚石颗粒界线处，镍镀层会凹陷。因此，金刚石在电镀过程中作为“杂质”被镍镀层埋在镀层内，形成电镀金刚石工具。这样，金刚石与镍镀层之间结合力不好，只是靠镍镀层对金刚石的机械镶嵌来把持金刚石，因此对于镀层的厚度有着严格要求，一般认为最佳镀层厚度应该使得金刚石直径的70%埋入镍镀层中，埋入厚度不足，金刚石容易脱落；反之埋入过多，金刚石难于出露，工具的出刃不好，加工效率低。这样的要求给电镀过程控制带来了镀层厚度要求高，难调控的问题。 另外，由于金刚石不导电，镍镀层不能直接在金刚石表面形核生长，而是“绕过”金刚石生长，非常不利于金刚石上砂，也就是说，金刚石颗粒不容易沉积到钢丝基体上。金刚石微粉上砂慢，浓度不易调整，浓度难于控制。这个问题对于长度巨大的金刚石线锯连续大批量生产提出挑战。 如果采用镀覆的金刚石制作电镀金刚石工具，如镀钛金刚石、镀镍金刚石、镀铜金刚石、镀铬金刚石、镀覆合金的金刚石以及复合镀层金刚石等等，情况与上述未镀覆的金刚石发生了很大的变化。由于镀覆的金刚石变得导电了，镍镀层从工具的基体和与基体接触的镀覆金刚石上同时生长，而不是“绕过”金刚石生长，上砂容易，镀层生长迅速 因此镀覆的导电金刚石在电镀过程中不是作为“杂质”，“被动”地埋在镍镀层内，而是“主动”与镍镀层形成电镀金刚石工具。 由于镍镀层迅速漫过整个金刚石颗粒，对金刚石颗粒全覆盖，镍镀层厚度可以比薄，金刚石出刃高，制造方法 电镀，金刚石微粉复合镀镍，使得金刚石微粉颗粒与金属镍共沉积在钢丝上 钎焊法，采用钎焊的方法，用钎料把金刚石钎焊在钢丝上 挤压镶嵌法，采用机械挤压方法，把金刚石颗粒嵌入钢丝。 不管什么方法，两个要点，将金刚石微粉颗粒分布在钢丝表面，牢固结合在高强度钢丝上。 另外，制造过程不能损害高强度钢丝的性能。这里特别需要注意，不能使高强度钢丝经受高温退火，由于的工作条件，线锯对高强钢丝的强度有极高的要求，以保持切割过程中丝线的刚性和防止断丝。因此，对于细达0.1mm的钢丝，都是经
金刚石工具电镀层脱落原因分析 1前言 电镀金刚石工具是指通过金属电沉积的方法，使金刚石牢固地被胎体金属包裹在基体（钢或其它材料）上制作而成的一种金刚石工具，它广泛应用于机械电子、玻璃、建材、石油钻探等行业。随着经济的发展，科学技术的进步，不同的行业对电镀金刚石工具的要求基本上是相同的，即效率高、寿命长、磨削精度高。要保证这些特性，镀层金属不仅要有较高的硬度、耐磨性，而且要求在基体各个部分要均匀分布，以免镀层脱落使工具寿命缩短。在某些特殊行业，如磁性材料行业的强力磨削，进刀量都是控制在0.3mm左右；陶瓷行业的大进刀量的干磨削等，对镀层金属与钢基体的结合力要求尤为苛刻。在电镀金刚石工具的生产过程中，大部分厂家都只注意到了镀层金属的种类、硬度、耐磨性，而往往忽视镀层金属与基体结合力的问题。在实际使用过程中，镀层脱落的现象屡见不鲜。本文就这一问题进行了原因分析，并对解决措施略作探讨。[1,2,3,4] 2镀层脱落的种类 电镀金刚石工具在使用过程中，由于使用条件如磨削力大小、温升、工件的撞击等原因，会造成含有金刚石的金属镀层与钢基体分离的现象，这就是镀层脱落。镀层脱落一般是局部脱落，镀层一次性全剥离的现象少见。在实际使用过程中，镀层脱落的情形大致有如下三种：（1）镀层脱落至基体表面：即含金刚石的金属镀层和不含金刚石的金属底镀层同时与钢基体分离。 （2）层脱落至金属底镀层：即不含金刚石的金属底镀层与钢基体未分离，只是含金刚石的金属镀层与金属底镀层剥离。 （3）含金刚石的金属镀层中镀层金属层状分离：含金刚石的金属镀层在使用过程中，与工件接触部分的镀层金属不是正常磨耗，而是非正常地成片或粉末状脱落，金刚石不是全部脱落，而是局部粒状脱落。这种现象不易引起注意，造成的后果是制品寿命较短，往往会给人一种镀层金属把持力或耐磨性不佳的假象。排除加厚时镀层烧焦和镀层金属耐磨性差等因素，工具在正常使用过程中，金刚石颗粒脱落直观表现为工具表面有连续成片较大的孔洞时，应是此类镀层的脱落。 3 镀层脱落的原因 电镀金刚石工具在制造过程中牵涉多道工序，任何一道工序进行得不充分，都会造成镀层脱落。 3.1镀前处理的影响 钢基体在进入电镀槽之前的处理工序称之为镀前处理。镀前处理包括：机械抛光、除油、浸蚀及活化等步骤。镀前处理的目的是去除基体表面上的毛刺、油污、氧化膜、锈和氧化皮，以暴露基体金属使金属晶格正常生长，形成分子间的结合力。如果镀前处理不好，基体表面有很薄的油膜和氧化膜，基体金属的金属晶格就不能充分暴露，就会妨碍镀层金属与基体金属形成分子间的结合力，仅仅是机械镶嵌作用，结合力差。因此，镀前处理不良是造成镀层脱落的主要原因。 3.2镀液的影响 镀液的配方直接影响镀层金属的种类、硬度、耐磨性，配合不同的工艺参数还可控制镀层金属结晶的粗细、致密度以及镀层内应力的大小。对于电镀金刚石工具的生产而言，绝大部分采用镍或镍-钴合金，若不考虑镀液杂质的影响，影响镀层脱落的因素有：（1）内应力的影响镀层内应力是在电沉积过程中产生的，溶液中的添加剂及其分解产物和氢氧化物均会增加内应力。这种应力是在电镀过程中镀层受到一些沉积因素的影响，引起晶格缺陷所致。特别是某些金属离子和有机添加剂的作用，会显着增加镀层的内应力。镀层内应力有宏观应力和微观应力两类。宏观应力表现在将一金属薄片进行单面电镀，薄片受镀层内应力影响而产生弯曲。微观应力则主要通过提高镀层硬度表现出来。 宏观应力能引起镀层在贮存、使用过程中产生气泡、开裂、脱落等现象。
1.前言 1.1 课题的提出 如今随着科学技术的飞速发展，单一的金属材料不足以满足某些特殊需求，而复合材料的兴起可以满足许多特殊的性能及功能，在现代科学技术中发挥着重要的作用。复合镀层是国内外近十几年来高速发展起来的材料科学的新兴材料。复合电镀是提高金属材料表面机械性能的重要方法之一[1]，复合电镀就是把一种或多种不溶性的颗粒均匀的悬浮于镀液中，以电镀或化学镀的方法，使微粒与基质金属共沉积，从而形成具有各种不同性能的复合镀层。 在三十年代时，国外就有人用电沉积的方法把金刚石粉与镍共沉积形成复合镀层，但是复合电镀真正在工业生产中得到应用却是在六十年代初期，在其实年代才得到人们的重视。在国内，关于复合电镀的研究及应用也在七十年代初期左右。总的来说就因为之前社会以及科技对金属材料的要求没有现在的高，所以复合电镀工艺在过去并没有引起重视，随着世界以及科技对金属材料的要求越来越高，越来越苛刻，复合电镀工艺渐渐地被人们所重视。 现在，随着电镀工艺的发展，复合电镀工艺也在不断地完善和提高，所涉及的材料范围越来越广，性能优良的各种镀层不断地被研制出来。复合电镀工艺参数的选择也由凭经验确定，逐步发展到探讨复合电沉积的理论依据，并通过理论去推算、确定最佳工艺条件。根据近十几年来的研究成果，能与金属共沉积形成复合镀层的微粒，可以归纳为以下三类： (1)一些金属和非金属的氧化物、碳化物、氮化物、硫化物、硼化物等。如AL 2O 3、 ZrO 2、SiO 2 、WC、SiC，MoS 2 、WS 2 、BN等． (2)铬粉、钨粉、镍粉、金刚石石和石墨等一些金属或非金属单质。 (3)尼龙、聚四氟乙烯、氟化石墨和云母微粉等一些有机物质。 一般来讲，凡是能电沉积出镀层(或能得到化学镀镀层)的金属或合金都可以作为形成复合镀层的基质金属。目前较常使用的基质金属有：铜、镍、铬、铁、锌、锡、金、银等。 复合电镀最大的优点是可以通过选用具有不同性质的一种或多种微粒，通过电沉积而形成具有各种所需性能的复合镀层，这些不溶性的微粉均匀地弥散在镀层中，赋予镀层以各种功能
从电镀金刚石工具看金刚线 金刚线是一种典型的金刚石锯切工具，但许多刚进入金刚线领域的企业，对金刚石锯切工具、电镀金刚石工具的了解很少，这会对产品开发带来一定的影响。为此，我们特意写了篇文章，从电镀金刚石工具的角度带大家认识一下金刚线产品。希望对大家有帮助！ 电镀金刚线，主要应用于光伏级硅片的开方和切片，属于金刚石锯切制品，也是电镀金刚石工具。与金刚线类似的锯切工具还有金刚石绳锯、金刚石丝锯。比如金刚石丝锯，它也是在钢丝表面镀上金刚石磨粒，一般用于手工往复拉加工玉石、玛瑙、水晶工艺品的内孔面，也可以用在台式丝锯机上作往复运动，用于曲线、直线切割，还可像金刚石绳锯那样，将它绕到两个绞轮上，张紧后用于切断作业。 从上面的描述，是不是感觉到它们很像呢？所以，岱勒、三超，与许多做金刚石锯片的企业一样，都是中国机床工具工业协会超硬材料分会的会员。 由于多晶硅线切市场的爆发，金刚线今年异常火爆，预期这种局面还会延续一段时间，所以很多钢丝、碳化硅、金刚石、光伏企业也纷纷进入了这个领域，欲分一杯羹。为了让大家更好地认识金刚线，本文从电镀金刚石工具的角度浅析下金刚线的结构特点和使用性能。 1、电镀金刚石工具的特点
既然金刚线属于电镀金刚石工具，那我们就先了解一下电镀金刚石工具的结构及特点。图1是电镀金刚石工具的结构，可见其结构包括三部分组成：基体、镀层（多是电镀镍）、磨料。其中，磨料弥散分布在金属镀层里，共同组成工作层，起磨削作用；基体具有一定的几何形状、尺寸精度和表面粗糙度，起支持电镀层的作用。 图1 电镀金刚石工具的结构示意图 电镀金刚石工具具有以下特点： 结构特点 电镀金刚石工具只有钢基体和电镀工作层两个部分，电镀层沉积金属厚度一般为金刚石粒径的1/2~2/3，同烧结金刚石工具相比（钎焊工具除外）是非常薄的。 由于电沉积工艺的特殊性，采用电镀方法可以制造出各种复杂型面或者特别小、特别薄的金刚石工具，且制造出来的工具精度特别高。 镀层特点
电镀金刚石线锯制造工艺及其性能的研究随着高新科学技术的生产与发展,微电子、光电子、传感器技术和材料技术的日益进步,硅晶体、硬质合金、光学玻璃、陶瓷、半导体材料以及花岗岩等硬脆材料应用的日益广泛,对其加工要求也越来越高。电镀金刚石线锯切割具有锯切力小锯缝整齐、切面光整、出材率高、噪音低、对环境污染小、切割效率高等优点,在最近十几年中得到了快速的发展,并且在硅晶体、宝石等领域的应用越来越广发。 但是目前制造电镀金刚石线锯存在着制备周期长、电镀效率低、制造成本高等,阻碍了电镀金刚石线锯的应用。电镀金刚石线锯的制造方法主要有埋砂法和悬浮法。 由于埋砂法具有制造效率低、制备周期长、制造设备复杂等缺点,因此在实际生产中很少使用。目前制造电镀金刚石线锯主要使用悬浮法,但是悬浮法制造电镀金刚石线锯影响因素多,工艺参数复杂,因此,对于悬浮法制作电镀金刚石线锯的工艺进行研究是十分重要的。 本文以复合电镀的基本理论为基础,研究了影响上砂的工艺参数。实验中锯丝采用直径Φ0.18mm的镀铜高碳钢丝,镀液采用瓦特型镀液,金刚石磨料分别采用表面不带金属衣的W30-40金刚石颗粒和表面经过处理镀一层镍衣的W30-40金刚石颗粒进行电镀金刚石线锯制作的实验。 实验发现,在其余条件完全一致的情况下,只需要将普通的金刚石颗粒替换为表面经过处理镀一层镍衣的金刚石颗粒,上砂速度可以提高一倍以上,极大的提高了电镀金刚石线锯的生产效率,适合大批量生产。对电镀金刚石线锯的上砂机理进行了简要分析,分析了使用表面镀一层镍衣的金刚石颗粒替换普通的金刚
石颗粒可以提高上砂效率以及产生“团聚”的原因。 经过分析可知：由于金刚石颗粒表面带有一层镍衣,使金刚石颗粒由不导电颗粒变为导电颗粒,当金刚石颗粒加入到镀液中之后改变了镀液中的电场分布,并用有限元方法模拟了镀液中电场的分布情况。最后将使用悬浮法制作的电镀金刚石线锯进行外观质量检测并在自制的切割设备上对玻璃进行了切割实验。 结果表明：锯缝锯口平整,无毛刺和微裂纹,说明采用悬浮法制造的金刚石线锯能满足硬脆材料的切割要求。
造成电镀金刚石工具镀层脱落的因素与解决方案 1·前言 电镀金刚石工具是指通过金属电沉积的方法，使金刚石牢固地被胎体金属包裹在基体（钢或其它材料）上制作而成的一种金刚石工具，它广泛应用于机械电子、玻璃、建材、石油钻探等行业。随着经济的发展，科学技术的进步，不同的行业对电镀金刚石工具的要求基本上是相同的，即效率高、寿命长、磨削精度高。要保证这些特性，镀层金属不仅要有较高的硬度、耐磨性，而且要求在基体各个部分要均匀分布，以免镀层脱落使工具寿命缩短。在某些特殊行业，如磁性材料行业的强力磨削，进刀量都是控制在0.3mm左右；陶瓷行业的大进刀量的干磨削等，对镀层金属与钢基体的结合力要求尤为苛刻。在电镀金刚石工具的生产过程中，大部分厂家都只注意到了镀层金属的种类、硬度、耐磨性，而往往忽视镀层金属与基体结合力的问题。在实际使用过程中，镀层脱落的现象屡见不鲜。本文就这一问题进行了原因分析，并对解决措施略作探讨。[1,2,3,4] 2·镀层脱落的种类 电镀金刚石工具在使用过程中，由于使用条件如磨削力大小、温升、工件的撞击等原因，会造成含有金刚石的金属镀层与钢基体分离的现象，这就是镀层脱落。镀层脱落一般是局部脱落，镀层一次性全剥离的现象少见。在实际使用过程中，镀层脱落的情形大致有如下三种： （1）镀层脱落至基体表面：即含金刚石的金属镀层和不含金刚石的金属底镀层同时与钢基体分离。 （2）层脱落至金属底镀层：即不含金刚石的金属底镀层与钢基体未分离，只是含金刚石的金属镀层与金属底镀层剥离。 （3）含金刚石的金属镀层中镀层金属层状分离：含金刚石的金属镀层在使用过程中，与工件接触部分的镀层金属不是正常磨耗，而是非正常地成片或粉末状脱落，金刚石不是全部脱落，而是局部粒状脱落。这种现象不易引起注意，造成的后果是制品寿命较短，往往会给人一种镀层金属把持力或耐磨性不佳的假象。排除加厚时镀层烧焦和镀层金属耐磨性差等因素，工具在正常使用过程中，金刚石颗粒脱落直观表现为工具表面有连续成片较大的孔洞时，应是此类镀层的脱落。 3·镀层脱落的原因 电镀金刚石工具在制造过程中牵涉多道工序，任何一道工序进行得不充分，都会造成镀层脱落。
工艺与装备 电镀金刚石制品制造工艺简述 上海磨床研究所 (200093) 刘和珍 电镀金刚石制品通常以钢材为基体,应用电镀的方法镀上一层镍或镍基合金作为结合剂而制成的。金刚石磨料就镶嵌在镀层中,结合剂金属是以电结晶方式从溶液中沉积在基体上。 常见电镀金刚石制品有磨头、磨杆、铰刀、掏料刀、内园与外园切割片、各种机用和手工锉刀、修整滚轮等。这些制品常用来磨削小孔和特殊型面、套料和切割半导体材料。电镀地质钻头和扩孔器、具有间断工作面的电镀磨刀砂轮、网状柔软磨具、各种电镀磨轮(平形、杯形、成型磨轮、无心磨轮)、电镀珩磨油石、砂带、排锯、线锯等也广泛被应用。 电镀金刚石制品制造工艺一般包括以下几个方面:金刚石的选择与表面处理、电镀规范的规定、电镀液的配制、基体机械加工与镀前表面处理、施镀、检查包装等。 所用金刚石一般应选择等积形高强度品种,金刚石在使用前经净化和亲水化处理。金刚石粒度直接影响加工效率和表面光洁度及金刚石的消耗量。在满足光洁度要求的前提下,应尽量选用粗粒度,以提高效率。在一般的磨削中,金刚石磨具选用的粒度范围如下: 磨削工艺 选用粒度范围 粗磨80~100目 半精磨120~180目 精磨180目~W40 研磨、抛光W40~W1 电镀液可以长期使用,平时只需注意维护和调整,用了一段时间要对溶液进行净化处理,除去杂质离子和油污,并对其成分测试和调整。钢基体预先加工好,根据使用要求决定加工精度和型面光洁度,为保证结合力锐边应倒角。 下面谈一谈基体镀前表面处理和电镀这两个主要步骤。 金属工件表面的油污、氧化皮、锈斑都将使金属表面与电解液接触时形成中间夹层,阻碍金属和电解液界面发生电化学反应,并造成金属表面局部甚至全部没有镀层,因此,对基体进行认真的表面准备工作是十分必要的。 镀前处理工序主要是除油、浸蚀和改变工件的表面状态。常用的除油方法有:有机溶剂除油、碱液化学除油、碱液电解除油。在工作时可根据具体情况选用,有时几种方法联合使用除油效果更好。化学除油是利用碱溶液对油脂的皂化作用以除去皂化油,利用表面活性剂的乳化作用除去非皂化油。电解除油比化学除油速度快,功效高,除油彻底,目前多采用电解除油,电解除油时金属工件既可以在阴极上进行也可在阳极上进行,阴极电解除油所析出的气体为氢气,气泡多而小除油效率高,但会表面渗氢引起氢脆。阳极电解除油所析出的为氧气,气泡少除油效率低,优点是无氢脆,去油液中杂质金属离子不会镀在表面上造成挂灰现象,应根据工件材料性质而选择阴极或阳极电解。 除锈酸腐蚀是镀前处理的重要一环,工件经过除锈酸腐蚀后使电镀表面露出新鲜的铁层,才能在它表面上进行有效的电镀。常用的除锈方法有机械法、化学法和电化学法等,机械方法有喷砂、刷光、抛光、磨光、滚光等。化学法和电化学酸腐蚀法是在酸液中除去金属工件表面氧化皮,不良的表层组织,反应式如下: FeO+H2SO4=FeSO4+H2O, Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O。 Fe3O4+4H2SO4=Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O, Fe+2HCl=FeCl2+H2, Fe+H2SO4=FeSO4+H2, FeO+2HCl=FeCl2+H2O, Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O, Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O。 常用电镀设备有镀槽、导电装置、加热与温控装置、电镀电源装置,在电镀之前,应准备就绪,启动加热装置使它达到50 并保温,经过表面活化后的基 38 !精密制造与自动化?
电镀金刚石工具镀层脱落原因分析 电镀金刚石工具是指通过金属电沉积的方法，使金刚石牢固地被胎体金属包裹在基体（钢或其它材料）上制作而成的一种金刚石工具，它广泛应用于机械电子、玻璃、建材、石油钻探等行业。随着经济的发展，科学技术的进步，不同的行业对电镀金刚石工具的要求基本上是相同的，即效率高、寿命长、磨削精度高。要保证这些特性，镀层金属不仅要有较高的硬度、耐磨性，而且要求在基体各个部分要均匀分布，以免镀层脱落使工具寿命缩短。在某些特殊行业，如磁性材料行业的强力磨削，进刀量都是控制在0.3mm左右；陶瓷行业的大进刀量的干磨削等，对镀层金属与钢基体的结合力要求尤为苛刻。在电镀金刚石工具的生产过程中，大部分厂家都只注意到了镀层金属的种类、硬度、耐磨性，而往往忽视镀层金属与基体结合力的问题。在实际使用过程中，镀层脱落的现象屡见不鲜。本文就这一问题进行了原因分析，并对解决措施略作探讨。 镀层脱落的种类 电镀金刚石工具在使用过程中，由于使用条件如磨削力大小、温升、工件的撞击等原因，会造成含有金刚石的金属镀层与钢基体分离的现象，这就是镀层脱落。镀层脱落一般是局部脱落，镀层一次性全剥离的现象少见。在实际使用过程中，镀层脱落的情形大致有如下三种：（1）镀层脱落至基体表面：即含金刚石的金属镀层和不含金刚石的金属底镀层同时与钢基体分离。 （2）层脱落至金属底镀层：即不含金刚石的金属底镀层与钢基体未分离，只是含金刚石的金属镀层与金属底镀层剥离。
（3）含金刚石的金属镀层中镀层金属层状分离：含金刚石的金属镀层在使用过程中，与工件接触部分的镀层金属不是正常磨耗，而是非正常地成片或粉末状脱落，金刚石不是全部脱落，而是局部粒状脱落。这种现象不易引起注意，造成的后果是制品寿命较短，往往会给人一种镀层金属把持力或耐磨性不佳的假象。排除加厚时镀层烧焦和镀层金属耐磨性差等因素，工具在正常使用过程中，金刚石颗粒脱落直观表现为工具表面有连续成片较大的孔洞时，应是此类镀层的脱落。 镀层脱落的原因 电镀金刚石工具在制造过程中牵涉多道工序，任何一道工序进行得不充分，都会造成镀层脱落。 1. 镀前处理的影响 钢基体在进入电镀槽之前的处理工序称之为镀前处理。镀前处理包括：机械抛光、除油、浸蚀及活化等步骤。镀前处理的目的是去除基体表面上的毛刺、油污、氧化膜、锈和氧化皮，以暴露基体金属使金属晶格正常生长，形成分子间的结合力。如果镀前处理不好，基体表面有很薄的油膜和氧化膜，基体金属的金属晶格就不能充分暴露，就会妨碍镀层金属与基体金属形成分子间的结合力，仅仅是机械镶嵌作用，结合力差。因此，镀前处理不良是造成镀层脱落的主要原因。 2. 镀液的影响
电镀金刚石切割线的种类及制造工艺的研究概述 随着国家新能源战略计划的制定和实施，太阳能的开发和利用变得越来越重要。近年来太阳能光伏发电对大面积硅片的需求量不断增加。由于半导体制造技术的成熟，硅片其他方面的制造成本不断下降，但太阳能电池用硅片的切割成本一直居高不下，占到总制造成本的30%左右。硅晶片是用于太阳能光伏发电的基本材料，随着光伏发电技术的发展，要求硅片的厚度不断降低，目前可用于硅晶体等硬脆材料的切割方式主要有使用游离磨料切割和使用固结磨料切割两种。游离磨料的切割方式是最早使用的，也是目前我国切割硅晶片的主要切割方式，其切割原理是利用钢丝的快速运动将含磨料的液体带入到工件切缝中，产生切削作用。常用的磨料为碳化硅，或碳化硅和金刚石的混合物。游离磨料切割方式存在着明显的缺点，切割效率低、浆液难以回收，环境污染严重等。为了解决游离磨料切割方式存在的问题，越来越多的人开始研究固结磨料切割工具，主要集中在电镀金刚石切割线和树脂结合剂切割线［1］。电镀金刚石切割线就是以电镀金属为结合剂，通过金属的电沉积作用把金刚石磨料固结在芯线基体上而制成的一种线性切割工具，其中金刚石磨料的尺寸一般为几微米到几十微米。电镀金刚石切割线不但能够对硅晶体等硬脆材料进行精密切割，还可以实现成型加工。与游离磨料切割方式相比，电镀金刚石切割线切割硬脆材料有许多优点:切片薄、效率高、加工表面损伤小、节约材料等，尤其适合于宝石、水晶、大尺寸硅晶体等贵重硬脆材料的切割。 1·电镀金刚石切割线的种类 电镀金刚石切割线的线径一般不大于1 mm，常用线径为0．1～ 0．4 mm，其分类方法目前还不统一。一般根据基材是否为环形可分为电镀金刚石长切割线和环形电镀金刚石切割线;根据基材种类可分为以单根钢丝、双股钢丝、多股钢丝绞合线为基材的金刚石切割线;根据所用金刚石磨料是否改性可分为普通金刚石切割线和磨料带金属衣的金刚石切割线，其分类如图1。目前
电镀金刚石工具的改进研究 电镀金刚石工具中存在的把持力不足、颗粒脱落等问颗，严重响了工具的使用寿命和效率。文章综述了国内外近年来发展起来的改进电镀金刚石工具性能的方法，归纳成以下三大类：1、改进镀层胎体材料性能，提高镀层对金刚石的支撑和结合作用；2、通过提高金刚石与胎体的接触面积，消除金刚石与镀层之间的空隙；3、对金刚石颗粒表面处理，使金刚石与镀层间形成化学结合。文中对种方法行了详细的描述，对一些有潜能的方法进行了推荐，以期读者对电镀金刚石工具的改进方法有一个全面系统的认识。 关键词 镀金刚石工具;颗粒结合力;胎体材料;接触面积;化学键 0引言 由于金刚石具有高硬度、高强度、高耐磨性以及线胀系数小等一系列优异的物理化学特性，被用来制作金刚石工具用于加工硬而脆的难加工材料。电镀法制备金刚石工具是通过金属的电沉积，将松散的金刚石颗粒固结在电镀层中，使金刚石颗粒具有切削能力。采用电镀法制备金刚石工具制造温度低，避免了对金刚石的热损失，并且生产工艺简便，设备少，制造周期短，成型方便以及可以修复等。因此，电镀金刚石制品已有各种砂轮、磨头、什锦锉、掏料刀、修整滚轮、地质钻头、扩孔器、内外切割片、铰刀锯等专用工具，在机械、电子、建筑、钻探、光学玻璃加工等工业领得到广泛应用。 目前，国内外在用电镀法制备金刚石工具时，存在的主要间题是镀层胎体金属与金刚石颗粒间的结合力低，使用中金刚石颗粒受到力的作用时容易松动脱落，致使使用寿命短。产生这些现象的主要原因是用电镀法制备金刚石工具时制造温度低，致使金刚石颗粒表面不易为一般金属所浸润，不但得不到强力的化学键结合，而且经常产生间隙。另外，受电镀工艺的影响，金刚石工具镀层金属可选类型有限只限于镍、铬等少量金属及其合金）不像热压工具所使用的金属类型那样广泛。 针对以上问题，人们采用了各种措施来解决金刚石与镀层金属的结合力。本文综合介绍了国内外近年来发展起来的改进电镀金刚石工具性能的方法并对它们进行了归纳分类，希望能给人详细而清晰的认识。 1改进胎体材料 电镀金刚石工具中镀层对金刚石起支撑和结合作用，被称为胎体或基质金属它决定着金刚石颗粒能否充分发挥切削作用，一般要求它满足高硬度、高耐磨性和较高的性等性能要求，所以人们首先考虑到采用提高胎体材料的性能方法改进金刚石工具。
金刚石工具制造第三章锯切工具 作业及参考答案 1、什么是金刚石连续齿切割片及金刚石干式切割片？简述其特点及用途。 答：金刚石连续齿切割片又称为金刚石湿切片。因为金刚石刀头是连续的，排削冷却效果不好，一般在加水或冷却液的条件下切割。这种切割片一般较适合用于切割容易碎边的大理石、瓷砖、玻璃、石英等极脆材料，及切割花岗岩混凝土等。 金刚石干式切割片，又称齿块式切割片。特点是切割锋利，主要用于切割花岗岩、砂岩、混凝土、砖块等。按工艺可分为烧结式和热压烧结式两种，后者使用寿命更长，更安全。2、锯切工具用金刚石的技术要求 答：①粒度 金刚石在锯切工具的切割面上的出露情况或凸出高度会影响每个颗粒的切割深度，一般粗颗粒用于切割软质材料，而较小的粒度则用作坚韧材料的切割。 选择合适的目数是确保工具性能的关键。 ②浓度 决定了切割工具表面晶粒的数目。金刚石浓度越高切割工具表面晶粒的数目就越多，这样有利于提高寿命。 ③形状 当晶粒承受重负荷时，最合适的产品是选用非常结实、完整的立方—八面体晶形的金刚石。这种晶形的金刚石在工作过程中接触面最小，而抗破碎能力最强，因而降低了设备功率消耗，延长了工具寿命。 ④杂质 杂质是金刚石晶体在生长过程中所包裹的外来物质。在晶粒中，杂质随着类型、数量、位置和分布的方式不同而变化。 晶粒内的杂质不但影响制品烧结时金刚石的质量变化，也同样影响到切割时金刚石晶粒能经受住什么样的载荷。 ⑤冲击强度 冲击强度受晶形、粒度、杂质等特性的影响。在选用金刚石时，要综合考虑工具的设计、结合剂的性能、工件材料的性能、机器的使用功率、所要求的切割效率和寿命等来选用合适冲击强度的金刚石。 3、胎体的作用 答：①分散和把持金刚石； ②使金刚石有一定的出露，提供相匹配的磨损； ③防止晶粒过早脱落； ④充当散热体，将工作时产生的热量迅速传出去； ⑤当金刚石受到冲击时，胎体承受和分散所产生的冲击和载荷。 4、基体的作用 答：①焊接第一个节块后，不必再调平直度； ②在不需作中间维修或锯片检查的条件下，可把基体上的节块完全充分地加以利用； ③通过减少基体的厚度，降低节块的成本，减少锯切阻力和切削损耗； ④复焊节块后，所需调平直的成本最低； ⑤重复使用的次数多。 5、冷烧结法的定义： 答：将一定量的成型物料加入常温模具中，在高压下压制成制品形状的密实的毛坯，然后送至高温炉中进行一定时间的烧结，冷却后取出制品。
电镀金刚砂工艺毕业设计 1.前言 1.1 课题的提出 如今随着科学技术的飞速发展，单一的金属材料不足以满足某些特殊需求，而复合材料的兴起可以满足许多特殊的性能及功能，在现代科学技术中发挥着重要的作用。复合镀层是国内外近十几年来高速发展起来的材料科学的新兴材料。 [1]复合电镀是提高金属材料表面机械性能的重要方法之一，复合电镀就是把一种或多种不溶性的颗粒均匀的悬浮于镀液中，以电镀或化学镀的方法，使微粒与基质金属共沉积，从而形成具有各种不同性能的复合镀层。 在三十年代时，国外就有人用电沉积的方法把金刚石粉与镍共沉积形成复合镀层，但是复合电镀真正在工业生产中得到应用却是在六十年代初期，在其实年代才得到人们的重视。在国内，关于复合电镀的研究及应用也在七十年代初期左右。总的来说就因为之前社会以及科技对金属材料的要求没有现在的高，所以复合电镀工艺在过去并没有引起重视，随着世界以及科技对金属材料的要求越来越高，越来越苛刻，复合电镀工艺渐渐地被人们所重视。 现在，随着电镀工艺的发展，复合电镀工艺也在不断地完善和提高，所涉及的材料范围越来越广，性能优良的各种镀层不断地被研制出来。复合电镀工艺参数的选择也由凭经验确定，逐步发展到探讨复合电沉积的理论依据，并通过理论去推算、确定最佳工艺条件。根据近十几年来的研究成果，能与金属共沉积形成复合镀层的微粒，可以归纳为以下三类: (1)一些金属和非金属的氧化物、碳化物、氮化物、硫化物、硼化物等。如ALO、23ZrO、SiO、WC、SiC，MoS 、WS 、BN等( 2222
(2)铬粉、钨粉、镍粉、金刚石石和石墨等一些金属或非金属单质。 (3)尼龙、聚四氟乙烯、氟化石墨和云母微粉等一些有机物质。 一般来讲，凡是能电沉积出镀层(或能得到化学镀镀层)的金属或合金都可以作为形成复合镀层的基质金属。目前较常使用的基质金属有:铜、镍、铬、铁、锌、锡、金、银等。 复合电镀最大的优点是可以通过选用具有不同性质的一种或多种微粒，通过电沉积而形成具有各种所需性能的复合镀层，这些不溶性的微粉均匀地弥散在镀层中，赋予镀层以各种功能 1.2 课题研究的意义 由于复合镀层由基质金属盒分散微粒两相组成，因此复合镀层兼具各组成的优点。以镍为基质金属，以金刚石微粒为分散相，通过电沉积得到的复合镀层具有高的硬度和良好的耐磨性，广泛的用在刀具，磨具中。 在镍-金刚石复合镀中，由于金刚石微粒具有特有的表面性能和磁性，在电沉积过程中极易发生粒子团聚和沉降现象，不仅影响其在镀层中的均匀分布和粒子的复合量，而且还会使镀层微观结构变坏。近年来对镍-金刚石复合电镀的研究比较多，但是在镍-金刚石复合镀层的研究与应用方面仍存在着许多问题。 本文将复合电镀镍-金刚石的工艺现状，流程，发展历史，总结一下，让读者能够较为直观，快速的了解镍-金刚石的工艺现状。 [2]1.3 复合电镀的分类及应用现状 根据复合电镀的性质及用途，复合电镀可以分为五种: 1) 耐磨性复合镀层 2) 自润滑减摩复合镀层 3) 防护与装饰性复合镀层 4) 能够形成热扩散合金的复合镀层