制作金刚石切割线的基材截面一般为圆形,为了保证金刚石磨料能够均匀的固结在钢丝基体的表面,目前,通常采用埋砂法制造金刚石切割线。埋砂法制造金刚石切割线的原理是将钢丝基体置于上砂槽里面,用金刚石磨料将钢丝基体全部埋住,通电后,在电沉积的作用下,和钢丝基体接触的金刚石磨料粘在基体表面上,从而完成上砂。
设计了如图11的上砂槽,在上砂槽的内壁覆上原子膜,在原子膜上布置金刚石微粉,锯丝基体埋于微粉之中,以20 mm/min的走线速度完成上砂工序。
高玉飞等将厚尼龙铣削制成上砂槽,上砂时,琴钢丝固定在两端,全部埋于金刚石微粉之中。砂槽底部每隔10 cm安放尼龙块撑起琴钢丝,避免上砂不均。上砂电流密度1.5~2.0 A/dm2,上砂时间8~10min,镀液温度35~40℃。用吸管将含有微粉的镀液挤在切割线基体周围,直到基体完全被覆盖为止。电镀一段时间后,将基体翻转,移开多余的微粉。上砂电流密度为2.0 A/dm2,上砂镀层厚度为微粉平均粒径的10%。在公开的一项专利中,介绍了一种埋砂法制造长金刚石切割线的上砂、加厚电镀设备。该设备结构简图如图12所示。电镀时,先将钢丝缠在4个表面有螺旋纹沟槽的滚筒上,下边两个滚筒之间的钢丝全部用夹板夹紧并与电镀槽固定。钢丝被夹板固定后,布砂吸砂头开始布砂,然后开始电镀。上砂结束后,布砂吸砂头吸走剩余的金刚石磨料,卸掉上砂电镀液,然后注入加厚电镀液进行加厚电镀。加厚完成后,卸掉加厚电镀液,松开夹板,滚筒旋转,钢丝向前行进一个左右夹板的距离,完成一个上砂电镀周期。然后进行下一段钢丝的电镀直至把全部钢丝电镀完。用此设备将钢丝完成上砂后,钢丝不进行运动直接转入加厚电镀,粘在钢丝表面的金刚石颗粒不易脱落。但是此方法工艺较繁琐,不易控制。
镀层对金刚石颗粒的把持力高,可实现工业化生产。经过试验,用该方法生产的电镀金刚石切割线,生产效率为低等缺点,对悬浮上砂法进行了改进,发明了一种表面改性生产金刚石切割线以及制作方法。该发明专利的特点是通过向镀液中加入一定量的阳离子表面活性剂,使本身不导电的金刚石颗粒带正电荷,在电场的作用下就可以在镀液中实现有序运动,从而使金刚石颗粒均匀的固结在金属线的表面。由于金刚石表面吸附有表面活性剂,镀层与金刚石表面形成浸润型界面,增强了镀层对金刚石颗粒的把持力。该发明提高了金刚石颗粒在金属线上的沉积速度,不仅400~500 m/h,钢丝线上金刚石密度5颗/mm,采用制备的电镀金刚石切割线在往复式金刚石切割线机上切割硅棒,切割走线速度900 m/min,实施60片同步切割,切缝比线径宽0.05 mm,切片翘曲度5μm,经过两次切割,线径磨损0.01 mm,其有良好的切割力。江苏电镀金刚线切割速度丨江西琴钢金刚砂线。