电镀金刚砂工艺毕业设计
1.前言课题的提出
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
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。
复合电镀的分类及应用现状[2]
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
5)其他特殊功能的复合镀层
1.3.1 耐磨性复合镀层
这是应用最广泛的一类复合材料，是把硬质的微粒镶嵌在基质金属中，形成硬度高、
耐磨性好的复合镀层，降低摩擦件的磨损。这类的硬质微粒有siO
2、AhO
3
、SiC、WC、TiC、
SiN
2
、金刚石微粉等。基质金属有镍、铜、钴、铬和一些合金等。这一类复合镀层不仅具有良好的耐磨性，同时也具有良好的抗高温能力，所以也有人称之为“金属陶瓷复合镀层”。比如，镍基复合镀层的耐磨性比钝镍镀层高70％，因此可以用于汽车或飞机发动机的汽缸壁、汽缸喷嘴或活塞环上。在这方面，武汉材保所、南京航空学院、啥尔滨工大、天津大学、武汉一个部队的工厂等许多单位做了大量工作。为了比较镍-碳化硅复合镀层和镀铬层的耐磨性能，国外有人用泰伯磨损试验机进行试验，所得结果表明：
这种复合镀层的磨损量仅为铬层的1/2.因此，早在1966年就在西德成功利用与转子发动机缸体型面上，以及部分冲压模具上。
金刚石硬度极高，它与镍等基质金属组成的复合镀层，可用于工具，模具的精加工，宝石加工，牙科医疗器械等。
例如：武汉材料研究保护所在七十年代末开展了镍-钴合金与金刚石复合电镀工艺的研究并用于轴窝磨头上，八十年代初期，天津大学，武汉部队712厂研制的镍一金刚石复合镀层曾用于切，磨削工具及滚轴上。武汉地质学院研究的镍一钴一金刚石复合镀层曾用于采矿的钻头上，取得了很好的效果。啥土大曾制备了可用于汽缸、曲轴等产品
修复工作的Fe—AhO
8和Fe-SiC复合镀层；另外并将Ni—Fe—A1
2
O
3
复合镀层用于制造电烙
铁头上，效果良好。南京航空学院与南京汽车厂合作，在汽缸壁、汽缸套等产品上应用Ni—SiC、Ni—WC和Ni—P—SiC等耐磨、抗高温氧化的复合镀层方面，做了大量工作。
1.3.2 自润滑减摩复合镀层
这一类复合镀层是将固体润滑微粒，如石墨、氟化石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯、云母和氮化硼等，用电镀的方法镶嵌在镍、铜或锡、铅等基质金属中得到。这一类复合镀层的摩擦系数小，抗粘着性能好，适用于在无油自润滑的条件下使用。表1为镍基聚四氟乙烯复合镀层与双镍＋铬镀层的磨损量比较：
表1 往复滑动试验测定磨损量
结果表明：镍基聚四氟乙烯复合镀层的磨损量为双镍+铬镀层的1/3-1/8 氟化石墨复合镀层，即使是在高温、高压、高速的摩擦状态下，仍能保持良好的减摩性能。它的摩擦系数并不随温度的变化而显着改变。这一类的复合镀层可用于无法添加液体润滑油的特殊条件下的摩擦件上，如高空、高真空条件下(卫星、航天飞机)，或是高温条件下等。随着表面镀层摩擦剥落，固体润滑剂能自动补加进去起到润滑作用，因此这一类镀层叫“自润滑减摩复合镀层。武汉材保所和天津大学在这方面都做了很多的工作。国外从七十年代开始，就研究了氟化石墨与金属镍、铜、铅的共沉积以及这类
复合镀层的摩擦磨损性能。这类复合镀层有很好的抗擦伤性能，可用于汽缸型面、发动机内壁、活塞环、活塞杆，轴承以及其他机器的滑动部件上。日本还在水平连铸机结晶器内壁上电镀镍-氟化石墨复合镀层以提高结晶器的使用寿命。电镀这种复合镀层的结晶器的拉坯阻力比电镀铬层下降1/4.
武汉材保[3]所在七十年代末、八十年代初开始研究镍基氟化石墨及铜基氟化石墨复合电镀工艺，并在自制改装的销-盘式摩擦试验机上测定了复合镀层的抗擦伤性能：当给定负荷为6公斤，给定速度为米/秒，镀层与碳钢配对时，镍-氟化石墨复合镀层擦伤实践为62-87秒，而相应的纯镍镀层的擦伤实践为秒；铜-氟化石墨复合镀层的擦伤实践为489-1047秒，而相应的纯铜镀层的擦伤时间为2-7秒。结果表明：两种复合镀层的抗擦伤性能比相应的纯镀层优越的多。该所将两种工艺用于工业平缝机的旋梭上，可使旋梭寿命由3个月提高到八个月。
使用防水、防油、粘着性非常小的氟系高分子微粒与金属的复合镀层，可以等到非常优良的脱模性能。如镍基氟化石墨及镍基聚四氟乙烯等复合镀层，用于成型温度高的工程塑料的成型模上。
1.3.3 防护与装饰性复合镀层
这一类最常观的是Ni—BaSO
4、Ni—Si0
2
复合镀层，也就是通常所说的“镍封工艺。
在Ni—BaSO
4或Ni—SiO
2
复合镀层上再镀0．25 m的铬，可以得到局部电流小、耐蚀性好
的微孔铬。上海的同行们在这方面做了不少工作（上海日用五金研究所、上海仪表电镀厂和上海汽车电镀厂等)。另外，上海日用五金研究所曾试探过将一些有机萤光染料与镍共沉积，形成装饰性复合镀层。
1.3.4 能够形成热扩散合金的复合镀层
这种工艺是首先将金属微粉与金属共沉积，得到复合镀层，然后，进行热处理，得到新组成的合金镀层。例如电镀不锈钢时，铬的沉积比较困难，如果把铬粉按一定比例悬浮于Ni-Fe合金镀液中，使Cr与Ni—Fe共沉积，形成复合镀层。然后将复合镀层进行热处理，最后得到不锈钢镀层。天津大学曾对这种镀层进行过研究。使用同样的方法可以得到Cr-W (10％)、Cr-Mo(5％)合金镀层．
1.3.5 其他特殊功能的复合镀层
这方面的应用也很多，如抗电蚀功能的金基或银基复合镀层。我们知道，金银都是
良好的导电材料，常用作电接触元件的表面镀层。但是纯金、纯银镀层耐磨、耐电蚀性差，而且易粘连。现在研制出的Au-WC、Au—Sic、Ag—WC、Ag一石墨、Ag-La2O
3
、Ag—
MoS
2
等许多复合镀层不仅具有良好的导电性、较低的接触电阻，而且硬度适中，耐磨、减摩性能好，抗电蚀能力强。因此可以用很薄的复合镀层来代替整体的纯银材料而广泛用于低压电器和家用电器产品上。天津大学研制的Ag-La208复台镀层于1983年开始用于生产中，到目前为止，14家工厂生产的产品已广泛用于各类家用电器产品上，节银效果达50,--'90％，经济效益累积已远远超过一千万元(因为它是用薄层60-100 mm的
Ag-La
20
8
复合镀层来代替整体纯银触头，其抗电蚀优于纯Ag)。天津大学还应用复合电沉
积技术制备了具有良好可焊性功能的锡基复合材料。这种复合镀层外观光亮、稳定、可焊性好，因此可以广泛用于电子工业中电子元器件的引线、焊片上。此技术已在生产中
得到应用。除此之外，天津大学还研究了Ni-ZrO
2、Ni-MoS
2
等具有电催化功能的复合镀
层。它们在有机电合成的研究和开发中有着重要的作用。电沉积的Ni-TiO
2
复合镀层，具有光电转换功能，因此在光电池，电解水制氢工业中都有重要的应用价值。
2.复合电镀镍-金刚石的工艺评述
复合电镀镍-金刚石的工艺流程
镀液配置→镀前处理→电镀→镀后处理→热处理→性能测试
2.1.1 各种镀液配方特点
氨基磺酸盐体系镀液组成[4]
镀液组分浓度g/L
氨基磺酸镍 300
氯化镍 5
络合剂 75
硼酸 35
金刚石微粉 0-60
润湿剂
糖精 1
1,4-丁炔二醇
分散剂
电镀液是用分析纯试剂和去离子水配制,用氨水和氨基磺酸调节电镀液的pH 值。在
电镀前,镀液至少陈化24小时。
电镀液的配制方法如下:
1) 去三分之一体积的去离子水加热到所需温度,加入Ni(S03NH 2)2·4H 20,搅拌至溶解;
2) 将络合剂、硼酸、氯化镍、润湿剂、糖精、1, 4-丁炔二醇分别在适量去离子水中
溶解,然后依次加入到上述溶液中,并不断搅拌;
3) 将计量的金刚石微粉加入适量去离子水中,搅拌,然后加入适量的分散剂,超声5min
后,加入到前面配制的电镀液中,再超声lOmin,去离子水调整镀液至规定体积。
复合电镀镍-铁-金刚石镀液组成[5]
镀液成分 浓度
NiSO 4·7H 2O 200g/l
NiCl 2·6H 2O 60g/l
FeSO 4·7H 2O 30g/l
Na 3C 6H 6O 7·2H 2O 30g/l
H 3BO 3 40g/l
C 6H 4COSO 2NH 3g/l
791光亮剂 3ml/l
C 12H 25SO 4Na l
该镀液沉积速度快，得到的镀层韧性好，镀层质量分数为70％，镀层和基体的结合
力好。
复合电镀镍-钴-金刚石镀液组成[6]
镀液成分 浓度
NiSO 4·7H 2O 220g/l
NiCl 2·6H 2O 30g/l
CoSO4·7H2O 30g/l
H 3BO 3 40g/l
NaCl 15g/l
金刚石微粉 3g/l
该镀层的拉伸强度高，镀液对拉伸强度的影响与镀液中钴的含量有关。
2.1.2 工艺参数
工艺参数数值
电流密度 6-10A·dm-2
共沉积时间 5-40min
搅拌速率 0-200rpm
温度 30-65℃
PH 溶液超声频率
40-100KHz
2.1.3 镀前处理
基体的镀前处理：
机械打磨→抛光→化学除油→弱酸活化→电镀
金刚石粉的预处理：
丙酮浸泡→去离子水洗→稀硝酸浸泡→去离子水洗→稀氢氧化钠浸泡→去离子水冲洗至PH值约为7→浸泡在镀液中待用
2.1.4 电镀过程[7]
电镀中用WYJ-3B型晶体管直流双路稳压电源提供电压,串接100mA直流电表监控阴极电流密度.WSZ-133-65型电热恒温水浴箱控制调节温度.电动搅拌机搅拌,转速为300 r/m in,时间为10 s,间隔2～3m in.镀槽采用1000m l烧杯,阴阳极竖直相对挂置,距离为90mm,阴极镀件为 5mm的45号钢.
金刚石微粒用HCl加热溶解去杂质,用蒸馏水冲洗到中性并烘干,按10 g /L放入带微孔的容器中浸入镀液,搅拌1 h使其充分润湿.镀件的镀前处理程序是:机械法去除机体
表面氧化物→用120工业溶剂汽油清洗基体→将基体进行化学除油, (配方:Na
2CO
3
55 g
/L,Na
2SO
3
6 g /L, NaOH 8 g /L,H
2
O 500mL)将基体加热煮沸40m in→热水清洗→冷水清
洗→将基体放入盐酸中酸洗45 s,再用冷水清洗3～5m in→将基体非电镀部分绝缘处理→在40%的硫酸溶液中阳极处理(基体接正级,石墨棒接负极通电10 s)
根据待电镀基体的表面积,计算所需的电流密度为0. 5A /dm2,将镍板接阳极,基体接阴极,迅速通电进行空镀.待镀层达到10～15μm(约40m in)再将镀镍的基体置于金刚石微粒中,继续进行电镀.电镀每小时检查一次,一般需要3 h,当镀层达到15μm厚度时,即金刚石微粒已有75%埋入镍层中,电镀结束.取出镀件用水冲洗干净烘干。
2.1.5 性能测定
1)结合力测定
镀件经400℃保温1 h,水冷处理后,观察镀层是否碎裂,然后用冲击法作破坏性实验,观察金刚石微粒是否脱落。
2)金刚石微粒含量测定
用称量法测定金刚石微粒含量.镀前在1/10000 g天平上称出经冲洗烘干后基体镀件的重量,镀后再称出镀件的重量,得到镀层和金刚石微粒的重量.用1∶4的硝酸溶液(38%的浓硝酸与水的体积比)加热溶解镀层,残留金刚石微粒经冲洗、过滤、烘干等处理后,称出量瓶、滤纸、金刚石微粒总重量,按下式计算镀层内金刚石微粒含量。
W t = (W
2
-W
1
)/W
×100%
式中：Wt——镀层内金刚石微粒质量百分比;
W
——镀层质量;
W
1
——量瓶、滤纸质量;
W
2
——量瓶、滤纸、金刚石微粒总质量。
金刚石微粒埋入深度测定
ht=W
/dSh×100%
式中: ht——金刚石微粒埋入深度百分比;
W
——镀层重量(不含金刚石微粒);
S——电镀基体表面积;
d——镀层金属密度;
h——金刚石微粒平均尺寸。
3)镀层硬度测定
镀层硬度用nMT一3显微硬度计测,并按下式计算显微硬度(HV)。
HV=1854xP/d2 (克/微米2)
式中: P—负荷重量(P=125g)d
d—压痕对角线
4)镀层厚度测定
镀层厚度采用称重法(平均厚度)测定,该方法是将施镀工件裁剪成2cmX2cm的小片,经化学镀并洗净风干后单面密封,用分析天平称得其重量为Mi,电镀结束后取出镀件,水洗,风干,然后称重,得到镀后工件重量为M2。镀层厚度的计算公式如下:
d=（M
2-M
1
）×104/p×A
其中 d—镀层的厚度,μm；
M
1
—镀件电沉积前的重量,g；
M
2
—镀件电沉积后的重量,g；
P—镀层的平均密度,g/cm3；
A—镀件的被镀表面积,cm2。
5)镀层显微硬度的测定
采用HX-1000型显微硬度计测定镀层的显微硬度,加载载荷为100g,加载时间为15s,物镜放大倍率为40倍,每个试样测量5个不同部位的点,结果取其平均值[8]。利用仪器所附带的金刚石压头加一定负荷,在被测试样表面压出压痕,通过光学放大测出压痕的对角线长度,经计算或查表求的被测试样表面镀层的硬度。计算公式如下：
HV=2sin(α/2)/d2=d2
d=N/V
其中 HV—显微硬度值,kg/mm2;
α—正方形四棱角锥体两相对面之间的夹角;
P—负荷,g;
N—测微目镜上测得的对角线长度,mm;
V—物镜放大倍率,本机为40;
各因素对微粒含量的影响
2.2.1 阴极电流密度对微粒含量的影响
阴极电流密度与微粒含量的关系如图,其基本规律是:D<3A/dm2时,微粒含量随电流密度的增加而增加,D= 3A/dm2时,微粒含量达到一极大值;D>3A/dm2时,微粒含量随电流密度的增加而减少.其原因是:在D<3A/dm2的范围内,当电流密度增加时,阴极表面对金刚石微粒的吸附能力随镀液内电场强度的增强而增大,阴极表面吸附的金刚石微粒增多且相对稳固;而电流密度的增大又使镍基的沉积速度加快,增强了镍基对金刚石微粒的
包裹能力,使得镀层内的微粒含量增加。但当D＞dm2时,镍基的沉积量大大加诀,超过了金刚石微粒的沉积逮度,使得微粒含量减少。在D= 3A/dm2时,虽然微粒含量最大,但此时镀层表面出现细密麻坑,表面平整性变差,结合力减弱。综合考虑,电流密度为dm2为宜。
2.2.2 温度对微粒含量的影响
镀液温度与镀层微粒含量的关系如图.在T=45℃时,镀层微,粒含量在9％左右,低于45℃时虽然微粒含量高,镀层的平整性和结合力变差。当T>45℃时微粒含量随温度的增加而减少。这种现象是热运动与微粒悬浮性能的反应。当温度升高,离子运动加剧,离子的剧烈运动将使阴极对微粒的吸附能力降低,不利于粒子的共沉积。另外,温度升高,镀液粘度下降,悬浮力变差,微粒快速下降到镀槽底部。实验中发现,当T<45℃时,微粒悬浮时间为3-4分钟;T为50-60℃时,微粒悬浮时间为1-2分钟,当温度超过65℃时,悬浮时间为l分钟,75℃时为30秒左右。镀液内悬浮的微粒减少,阴极表面可吸附的微粒少,从而使镀层内微粒含量降低。
2.2.3 搅拌间歇时间对微粒含量的影响
在间歇时间τ<3分钟时,微粒含量随间歇时间的增长而增加;当间歇时间τ>3分钟时一微粒含量随时间的增长而减少。出现这种规律的原因在于:因为微粒在镀液中的均匀悬浮越好,越有利于阴极吸附微粒。实验发现,在pH值为、温度为45℃,微粒悬浮时间为3-4分钟。如果搅拌时间太短,微粒与镀液长期处在剧烈运功之中,造成微粒和镀液与阴极表面频繁的强烈碰撞,不仅使微粒在阴极表面难于停留,而且会使已吸附的微粒重新落入镀液之中,不利于基质金属与微粒的共沉积。当间歇时间太长,微粒在重力作用下降到镀槽底部,镀液中悬浮的微粒少,阴极表面吸附的微粒少,镀层内的微粒含虽必然降低。因此,搅拌间歇时间应略小于微粒均匀悬浮时间。
单因素对镍-金刚石复合镀层的影响
2.3.1 金刚石浓度的影响
随着镀液中金刚石浓度的增加,镍-金刚石复合镀层中金刚石颗粒的复合量也相应的增大,当金刚石浓度达到40g/L时镀层中金刚石的复合质量为%-继续增加镀液中金刚
石的浓度,镀层中金刚石的复合量基本保持不变[9]。这是因为镀液中金刚石颗粒浓度越大,即颗粒的悬浮量越高,在单位时间内通过搅拌被输送到阴极表面的颗粒数量也越多,被沉积在镀层中的几率也越大。在搅拌速度适当的情况下,随着金刚石颗粒在镀液内浓度的增加,复合镀层中金刚石颗粒的复合量也会相应地增大,直到达到一个极限值。当金刚石颗粒浓度超过50g/L时,一方面由于镀液中颗粒浓度较大,颗粒团聚或相互聚集的倾向增大,颗粒的自沉淀现象严重,实际悬浮的分散颗粒量下降,镀槽底部会有部分颗粒沉淀下来。另一方面,根据有关共沉积理论[10],在电镀过程中,均匀悬浮在镀液中的微粒首先被离子吸附,然后通过搅拌作用被传输到阴极表面,在分散双电层的紧密层外侧形成一层密度和覆盖率较高但较为松散的吸附层,此步为弱吸附,可逆过程;随后微粒在强的界面电场力作用下进入紧密层发生电化学强吸附,随着微粒表面吸附的金属离子被还原,该微粒才会被沉积的金属埋入,此步为不可逆过程。若分散微粒浓度越大,在阴极表面产生弱吸附的微粒数越多,但镀液中的微粒对其冲刷作用也增强,脱吸附微粒量也随之增多,最终复合镀层内微粒含量并不随镀液中微粒浓度的增加而不断增加,达到一定值后基本保持恒定。
镀层的硬度随着镀液中金刚石浓度的增加与镀层中金刚石的复合量呈现相同的变化趋势,但当金刚石的浓度大于50g/l时,镀层中金刚石分布很不均匀,有扎堆现象,且镀层表面粗糙和脆性增大。镀层的厚度随着镀液中金刚石浓度的增加有所增大但变化不大[11]。
2.3.2 分散剂添加量的影响
分散剂的添加量主要影响金刚石微粒在镀层中的分布状态。添加适量分散剂,会使金刚石微粒均匀分散于镀液中形成稳定的悬浮体系,制备的复合镀层中金刚石微粒也分布均匀。这主要是因为分散剂吸附于金刚石微粒表面形成包围层,镀液中的金刚石微粒因带同种电荷而相互排斥,并且金刚石表面吸附的分散剂的絮状结构产生空间位阻作用,阻碍了金刚石微粒的进一步靠拢,防止了颗粒团聚从而起到分散作用。
镀层中金刚石的复合量随着分散剂添加量的增大而增加,在添加量为8%处镀层中
金刚石复合量达到最大值%,当继续增大分散剂的量,金刚石的复合量降低。其原因可能是分散剂的添加量低时,分散剂在金刚石表面上吸附量少,微粒之间的排斥作用小吸附在阴极表面的金刚石微粒多,从而沉积在镀层中金刚石的含量就高。分散剂的量较高时,金刚石表面分散剂吸附量增大,颗粒之间由于排斥作用和空间位阻作用较大,降低了悬浮液的流动性,不利于镍金属和金刚石粒子的共沉积[12]。
分散剂的添加量对镀层显微硬度的影响趋势也与此一致,先升高后降低。当分散剂的添加量为10%时,虽然镀层金刚石的复合量不是最高但镀层的显微硬度最高,这是因为分散剂的量较高,金刚石颗粒在镀层中分散的非常均匀,这种分布状态直接影响到镀层的显微硬度。分散剂的添加量对镀层厚度的影响不显着,厚度基本保持在μm左右。
2.3.3 电流密度的影响
随着电流密度的增大,镀层中金刚石含量呈直线下降趋势。这是因为阴极电流密度的提高,意味着基质金属镍沉积速度加快,这时,基质镍金属沉积速度会远大于金刚石颗粒被输送到阴极表面并被嵌入复合镀层中的速度,这样就会导致镀层内颗粒复合量的下降[13]。此外,当复合电沉积时,被嵌入的金刚石颗粒裸露在镀层外面遮盖住了部分的阴极表面,而金刚石颗粒为非导电体,此时会使阴极的实际面积减小而真实电流密度增大,从而进一步提高了阴极过电位,这样可能H2会大量析出,更妨碍了金刚石颗粒的共沉积。
镍-金刚石复合镀层的硬度随着电流密度的增大先增大后减小。在低电流区,随着电流密度的增加,镍对金刚石的包裹性变好,镀层表面更加平整,使其硬度也随着增大;当电流密度达到8A·dm-2时,镀层的硬度为975HV,继续增大电流密度,镍的沉积量远超过金刚石的沉积量,镀层金刚石含量降低导致镀层的硬度下降。
随着电流密度的增大,镀层厚度呈直线上升趋势。当电流密度为8A·dm-2时,镀层的厚度为μm。当电流密度超过 A·dm-2则镀层结晶不规则,内应力大与基体结合不牢,容易脱落且镀层边沿有烧焦现象。
2.3.4 搅拌速度的影响
复合镀层中金刚石的含量和分布状态是镀层性能的至关重要的因素。搅拌速度对镀层中金刚石含量和镀层硬度影响都非常大。当搅拌速度较慢时,复合镀层中金刚石的复合量较低,随着转速的增大,沉积在镀层中的微粒也增加;当搅拌速度为20rpm时复合镀层中金刚石复合质量和镀层硬度都达到最大值,分别为%和935HV。当继续增大搅拌速度时,沉积在镀层中的微粒急剧减少[14]。出现这种规律的原因在于:搅拌速度低,不能使金刚石微粒充分悬浮在镀液中,镀液中有效利用金刚石颗粒量较少,也不利于金刚石微粒和镍离子传输到阴极表面,反应速率慢,使金刚石微粒的复合量和镍的沉积速率减少;搅拌速度慢慢增大,金刚石颗粒在镀液中悬浮性变好且有利于金刚石的传输,颗粒吸附并沉积在阴极的概率也增大;搅拌速度过大,镀液与微粒都处于剧烈运动之中,微粒和镀液
对阴极表面频冲击过大,不仅使微粒在阴极表面难于吸附,而且会把已吸附的微粒冲刷下来重新落入镀液中,不利于镍与金刚石的共沉积,故复合量降低。
复合镀层的硬度随金刚石含量的增加而增大,所以镀层的硬度与镀层中金刚石的复合量的变化趋势基本上呈现出一致性。搅拌速度对复合镀层的厚度影响很小,镀层的厚度始终保持在μm左右。
2.3.5 镀覆时间的影响
镀覆时间小于10 min时,渡层中金刚石的复合量变化不大;当镀覆时间继续增大时,金刚石的复合量会降低。出现这种现象的原因是金刚石颗粒在镀液中的沉淀,一般微米级粉末都不会长时间的均匀悬浮于镀液中,随着时间的延长,它们会慢慢的沉淀下来。所以,在电镀过程中必须要有适度的搅拌。
复合镀层的硬度随着镀覆时间的增加先是急速增大,后来增加缓慢。当镀覆时间为lOmin时,镀层的硬度为1035HV;继续增加镀覆时间时,硬度的变化不大,镀覆40min镀层硬度也只有1145HV。出现这种现象的原因可能是镀覆时间小于甚至等于5min时,镀层太薄,在做硬度测试时可能被打穿。
复合镀层的厚度随着时间的增加呈直线上升趋势。镀层厚度的主要影响因素为电流密度和镀覆时间,与法拉第第一定律相一致。但是,镀覆时间大于40min时,镀层边沿会烧焦并存在脱皮现象。
2.3.6 温度的影响
温度对镀层中金刚石复合量和镀层的显微硬度影响显着。当温度小于40℃时,镀层表面的整平性差,结合力不好,但随着温度的升高,镀层中金刚石复合量和镀层的显微硬度都随着增加,这是因为温度的升高有利于微粒的热运动,从而到达阴极表面的微粒增加,使镀层中金刚石含量增加,在40℃时金刚石的复合质量达到最大值%;当温度大于40℃时,镀层中金刚石复合量随着温度的增加而减少。因为温度继续升高,金属离子运动加剧,使阴极对微粒的吸附能力降低,不利于微粒的共沉积;此外,温度升高,镀液黏度会下降,悬浮力变差,微粒很快沉降到镀槽底部,使得镀层中金刚石的复合量降低[15]。
镀层的显微硬度在45°C时达到最大值1093HV,温度继续增大,镀层的硬度反而降低,因为温度继续升高加快了离子在阴极附近的运动速率,减少了因离子的扩散速度带来的浓差极化,从而使得镍沉积的结晶变粗,又由于金刚石复合量的降低,最终导致复合
镀层的显微硬度降低。当温度超过55°C,镀液的挥发严重,影响有效成分在阴极的沉积。温度对镀层的厚度影响不大,但随着温度的升高镀层厚度稍微增加。
2.3.7 PH值的影响
由于H+或0H—离子能够改变微粒的电荷性质,并且阴极析出的氢气影响微粒在阴极表面的吸附作用,因此镀液的pH值对镀层的性能的影响不容忽视。
镀液pH值对镍-金刚石复合镀层中金刚石的复合量和镀层的显微硬度有很大的影响。当镀液pH值小于时,镀层中金刚石复合质量和镀层显微硬度随pH值的增大而增大;当镀液pH值大于时,随着pH值的增大,镀层中金刚石的复合量和镀层的显微硬度都降低。镀液pH值过高,镀层周边会出现脱皮现象。出现这种现象的原因是在镀液pH值较低时,H+可吸附在金刚石颗粒的表面,使其表面呈正电性,在电场力作用下金刚石颗粒向阴极移动,但pH值小于时,阴极表面大量析氢,使电极和溶液的界面间形成气体隔离层[16],颗粒难以到达阴极表面而被吸附,且析出的氢气也会使已经吸附的颗粒脱离阴极表面,因此颗粒共沉积的几率大幅降低。随着pH值的升高,镀液中H+离子浓度下降,氢气的析出量降低,从而有利于金刚石共沉积量的提高;当pH值大于时,随着pH值的增大,镀液中氢离子的数量减少,致使金刚石颗粒吸附的正电荷数减少,在电场力的作用下到达阴极表面的金刚石颗粒数量减少,所以复合镀层中金刚石的复合量也随着降低。但pH 值过高,则有可能造成阴极表面局部碱化,从而在阴极表面附近常会产生高度分散的镍的氢氧化物,导致镍离子浓度降低,而且这些氢氧化物被沉积在镀层中最终致使镀层脆性增大,镀层硬度随之下降[17]。因此,镀液的pH值应控制在左右为宜。
镀液pH值对复合镀层的厚度影响不大,但pH值过高时,由于溶液中产生了不溶性的氢氧化镍沉淀,导致主盐浓度降低,因此,镀层厚度有所降低。
2.3.8 溶液超声频率的影响
溶液超声处理是在复合电镀前对电镀溶液施加超声波,超声波对金刚石颗粒表面的活化,可以使颗粒均匀的悬浮于溶液中并且提高颗粒与基质金属之间的结合力。
溶液超声频率主要影响金刚石颗粒在镀层中的分布状态,进而影响镀层硬度和镀层中金刚石的复合量。随着超声频率的增大,金刚石的复合量明显增大,金刚石颗粒在镀层中的分布越来越均匀,镀层的显微硬度也随着增大。当超声频率为40KHZ和80KHZ时,镀层中金刚石的复合量几乎相等,但是超声频率为80KHZ时金刚石颗粒在镀层中分布更
均匀;当超声频率继续增大到lOOKHz时,颗粒虽然均匀分布于复合镀层中,但镀层中金刚石的复合量和硬度都显着降低了。因此,电镀前对溶液进行超声处理的适宜频率为
45-80KHz。超声频率对镀层厚度的影响不大,随着超声频率的增加,镀层的厚度稍微有所减小。
2.3.9主盐NiSO47H2O的影响
表2.3.9 主盐的影响
根据正交试验确定各因素对镀层影响的主次顺序
正交实验表明,各因素对镀层厚度影响主次顺序为:电流密度〉搅拌速度〉金刚石浓度〉分散剂的量〉溶液超声频率;
对镀层显微硬度影响主次顺序为:金刚石浓度〉搅拌速度〉溶液超声频率〉分散剂的量〉电流密度;
对镀层中金刚石的质量含量影响主次顺序为:搅拌速度〉金刚石浓度〉溶液超声频率〉分散剂的量〉电流密度。
目前复合电镀镍-金刚石的最佳工艺条件下所得镀层数据
复合镀层平均厚度值μm
复合镀层平均显微硬度 1927HV
复合镀层中金刚石的平均复合量％
复合电镀镍-金刚石工艺的常见故障及处理方法
2.6.1 镀层结合力差
镀层结合力差,通常表现为起泡、开裂、脱皮等。主要原因:镀前处理不良、零件表面有油及氧化物等;电镀过程中产生双性电极或断电时间过长;镀液中硼酸少、杂质多、pH值高、有油及有机杂质或光亮剂过多等。
1)前处理不良
镀层结合力差主要是镀前处理不良所造成的。基体金属表面黏附油污不可避免,这些油污除不净,轻则影响镀层结合力,重则影响镀层结构。除油不净因素:除油液成分、温度、时间不当等。因此,需加强镀前处理(包括:除油、除锈),以保证零件表面没有油污、锈斑和氧化皮,同时加强电镀前的活化处理,保证零件表面在电镀前没有氧化膜产生。
2)杂质多
铜、铬等杂质过多,除引起镀层毛刺外,还能影响镀层结合力;有机添加剂分解产物过多也会影响结合力。只要严格执行操作规程,减少杂质带入量,就能将杂质的质量浓度降到最低值,不致产生危害。
2.6.2 镀层表面出现针孔
针孔大多是气体在镀件表面停留而造成的,可以使用润湿剂和强搅拌来减小它的影响。除此之外,造成针孔的原因还有:表面润湿剂少、阴极电流密度过大等。
1)表面润湿剂少
电镀过程中阴极有氢气析出,如果镀液pH值过低、阴极移动过缓、润湿剂的质量浓度不足都会使氢气吸附在镀件表面,阻碍镀层金属的沉积,而在镀层表面形成针孔、麻点。由于润湿剂在电镀过程中被不断消耗,故应经常补充。
2)阴极电流密度过大
针孔、麻点如出现在镀件的凸出部分(面向阳极),则表明阴极电流密度过大,调低阴极电流密度即可避免。
2.6.3 镀层表面粗糙
粗糙是由于溶液中的微粒在电镀过程中留置在镀层中而形成的。镀层粗糙的主要原因:主盐的质量浓度过高。它也是镀液不稳定因素之一。当阳极面积过大,阴极面积过小,阳极溶解的金属离子除少量供阴极沉积外,还有大量剩余,必然导致主盐的质量浓度上升。大量镍金属微粒从阳极分离,沉积槽底,有的被带电吸附到阴极上,使高电流密度区产生堆积镀层或粗糙无光,影响了镀层质量。所以,在配制电镀液时,切忌主盐取上限值。另外,为了控制主盐的质量浓度,也可挂入适量的不溶性阳极。
另外,采用的磨料微粒是金刚石微粉,当其质量浓度过大时,表面质量会有所下降。由于金刚石微粒属非导电性粒子,有空间位阻效应,减少了实际沉积面积,相当于电流密度增加,引起小尺寸微粒团聚，导致镀层表面粗糙，降低了表面质量。
2.6.4 镀层发花
1)氯化物和硼酸偏离规范
镍-金刚石镀液的阳极活化剂为NiCl
2·6H
2
O。其中Cl-能促进阳极溶解,保证主盐的
正常补充,并能提高镀液的导电性和改善镀液分散能力。Cl-的质量浓度过低时,阳极局部易钝化,并大量析出氧气,易生成黑色沉淀附着于阴极,造成镀层花斑。镀液中硼酸的质量浓度偏低或偏高,都会影响pH值的稳定。当pH值太低时,不仅降低阴极效率,而且使工件表面产生大量氢气,部分氢气泡附在工件表面,影响金属沉积,容易造成镀层花斑。所以,应该严格控制氯化物和硼酸的质量浓度,将其控制在所需范围内。
2)前处理不良
前处理不良会引起花斑,除油不净是主要因素。另外还有其它的一些因素,如:待镀工件有变色氧化现象;工件经酸洗、化学除油后放置时间长而氧化变色;用手接触工件容易有人体的油脂分泌物;经前处理后的工件在空气中放置一段时间再镀也要发花等。因此,一定要严格控制前处理的每一个环节,工件除油后不得接触其它污染源,前处理完毕后应尽快实施电镀,以减少镀层发花的可能性。
3.复合电镀镍-金刚石的性能评述
镀层性能测定方法[18]
(1) 镀层的表面形貌及成分分析镍-金刚石复合镀层的表面形貌和镀层中各元素百分含量是采用日立S-3400N扫描电子显微镜及其附属EDS能谱仪来进行分析。
(2) 镀层的组织结构分析镍-金刚石复合镀层的组织结构是采用日本理学3015升级型X-射线衍射仪来进行分析,实验中采用Cu靶,扫描范围2e从10度到90度。
(3) 镀层的耐蚀性测定采用人工加速腐蚀试验来评价复合镀层的耐腐蚀性能。镀层的耐蚀性实验是在CHI660C电化学工作站上进行,采用三电极体系,其中工作电极是镀有镍-金刚石复合镀层的1cm2的铝片,辅助电极为大面积铂片,参比电极为饱和甘汞电极(SCE)。在不同腐蚀介质中,分别测定了镍-金刚石复合镀层的Tafel曲线和交流阻抗曲线。所有腐蚀试验均在室温条件下进行,腐蚀介质是质量分数均为10%的NaCl溶液、
H 2SO
4
溶液及NaOH溶液。
(4) 镀层的结合力测定本章采用弯曲试验、划痕试验和加热(骤冷)试验三种方法测定复合镀层的结合力。
用弯曲试验法和划痕试验法测定镀层结合力，加热(骤冷)试验法是将试样在220℃的马弗炉中加热30min,然后取出迅速投入室温的水中冷却,观察镀层的表面是否出现鼓泡、脱落等现象。
(5) 镀层的硬度测定镀层硬度测定见2.1.5。
复合镀层的表面形貌分析[19]
1)金刚石浓度对镀层表面形貌的影响下图是镀液中金刚石粉末浓度分别为
5g·L-1、20 g·L-1、 30 g·L-1、 40 g·L-1、50g·L-1和60g·L-1时电镀lOmin制备的镍-金刚石复合镀层的表面形貌
从图可以看出，随着镀液中金刚石浓度由5 g·L-1;1增大到50 g·L-1时,通过搅拌作用单位时间内被输送到阴极表面的微粒数量增多,微粒被沉积在镀层中的几率也增大,所以镀层表面的金刚石的分布量明显增多。观察图a到d可见复合镀层的表面平整,无裂纹和孔洞现象。当金刚石浓度超过50 g·L-1而继续增大时,镀层中金刚石分布不均匀且会出现扎堆现象如图f所示。另外,随着金刚石浓度的增大,复合镀层表面粗糙度和
脆性都有所增加。由此可知,在复合电沉积过程中,镀液中金刚石粉末的浓度必须适宜,并不是越大越好。
2)电流密度对镀层表面形貌的影响下图是电流密度分别是3A ·dm-2、
A ·dm-2 、8 A ·dm-2 、10 A ·dm-2 、13 A ·dm-2 和 A ·dm-2 时电镀10min制备的
镍-金刚石复合镀层的表面形貌。
从图可以看出随着电流密度的增加,镀层中金刚石的复合量先增加后减少。在低电流区,增加电流密度就会使镍金属沉积速率加快,对共沉积的金刚石粉末包裹性变好,使其更牢固的镶嵌在镀层中。电流密度继续增大,镍的沉积速率远远大于金刚石颗粒的共沉积速率,导致镀层中颗粒的含量减少。由f可以看出,当电流密度为 A ·dm-2时,镀层表面平整但金刚石的复合量非常低。但是如果电流密度太大,会使镍金属晶体生长太快,金属颗粒粗大且镀层易剥落.
镀层的结合力分析
采用铝片为基体,在基体上先化学镀lOmin的暗镍,然后再镀lOmin的镍-金刚石复合镀层,镀层的结合力分别采用弯曲试验法、划痕试验法和加热(骤冷)试验法三种方法进行测定。
1)弯曲试验法将所得镀层样品反复弯曲或拐扭,直到镀层与铝基体一起断裂为止,
观察断裂处镀层的附着情况,观察镀层是否有起皮、脱落等现象,结果显示,镍-金刚石复合镀层在弯曲过程中未出现起皮、脱落等现象[20]。
2)划痕试验法在制备的复合镀层样品的表面上,用钢针纵横交错划,划成相距为
1mm的平行线,直划到基体金属,然后用胶带粘附后再撕下,观察胶带上是否粘附有镀层碎屑和划线间的复合镀层是否有翘起或剥离现象。结果显示，镍-金刚石复合镀层在划痕过程中未出现翘起或剥离现象,胶带上无脱落镀层粘附。
3)加热（骤冷）试验法将复合镀层样品在22(rC的马弗炉中加热30min,然后取出
迅速放入室温水中冷却,观察镀层表面是否有起泡或脱落现象,由实验结果可知,镍-金刚石复合镀层未出现起泡和脱落现象。
以弯曲试验法、划痕试验法和加热试验法三种方法进行镀层结合力的测试,结果表明,三种方法下镀层均无翘皮、脱落现象,说明镍-金刚石复合镀层与铝基体结合力良好。
镀层的硬度分析
镀层的硬度采用HX-1000显微硬度仪测定[21],如图为镀层经硬度检测之后相应的压痕图,所得硬度值如表所示。
从图可知,镀层压痕呈菱形,镍-金刚石复合镀层硬度压痕的对角线远小于纯镍镀层的。结合表可知,镍-金刚石复合镀层的硬度值为1861HV,而纯镍镀层的硬度值只有195HV,复合镀层的硬度值远远高于纯镍的硬度值,说明均勾、弥散的分布在镀层中的金刚石颗粒起到了弥散强化作用[22]。因为这些硬质颗粒主要沉积在基质金属晶界以及晶体结构不完整处,与镀层金属结合紧密,对晶粒之间的滑移起到了很大的阻碍作用,有效阻碍了镀层内为错移动,从而使金属获得了有效强化。
镀层硬度值
镀层的耐蚀性分析
1)镀层在酸性介质中的耐蚀性将镍-金刚石复合镀层和纯镍镀层浸入质量分数为
5%H2S04溶液中,待电位稳定后,在开路电位下测得镀层的交流阻抗谱图和Tafel曲线,结果分别为图3.5.1
由图3.5.1可知,两种镀层的交流阻抗均呈半圆形,在谱图的高频区出现的半圆均是由腐蚀反应电阻和双电层电容形成的,在低频区出现的弧线表现为电感的特性[23]。其原因可能是在镀层的表面会生成镍氧化膜,在测镀层的交流阻抗时这些氧化膜覆盖在阳
极上形成了保护膜,抑制了金属向H
2SO
4
溶液中溶解。镍-金刚石复合镀层的半圆直径大
于纯镍镀层,说明镍-金刚石复合镀层在5%H
2S0
4
溶液中的耐蚀性大于纯镍镀层。
图3.5.1 镀层在5％(w)H2S04溶液中的交流阻抗谱
图3.5.2 镀层在5 %(w)H2S04溶液中的Tafel曲线
2)镀层在中性介质中的耐蚀性能在开路电位下,测得镍-金刚石复合镀层在质量
分数为5%NaCl溶液中的交流阻抗谱图和Tafel曲线,结果分别为图3.5.3
金刚砂耐磨地坪施工方案、工艺..doc
砼固化剂金刚砂耐磨地面施工方案 一、工程总体概况 工程名称 建设单位 设计单位 勘察单位 监理单位 施工总承包单位 合同质量目标 安全文明 工程地点 二、编制依据 《建筑施工手册》混凝土耐磨地面的施工方法 《健康安全环境管理大纲》 施工质量保证大纲 三、砼固化剂耐磨地坪施工机具 平板震动器，插入式振捣器，震动梁，砼输送泵，砼运输车，水平 仪，塔尺，水泥镘光机，不锈钢靠尺，木抹, 铁抹，水桶，喷壶，手 推车等另准备以下机具。 (1)泌水工具：橡皮管或真空吸水设备。 (2)平整出浆工具：中间灌砂的Ф 150 钢管，长度大于钢模宽度500mm 以上辊筒，两端设可转动拉环。
(3)平底胶鞋：混凝土初凝后使用；防水纸质鞋或防水纸袋；面层叶 片压光使用。 四、砼固化剂金刚砂耐磨地坪施工工艺 4.1 砼固化剂金刚砂地坪具体做法 A、地面： 1.FK 砼密封固化剂饰面 2.金刚砂耐磨层 3.250 厚 C25 砼垫层，内配双层双向? 8@200 钢筋网片 4、1.5 厚聚氨酯防水涂料防水层，面上撒黄沙，在墙柱交接处 翻起 250 高 5.30 厚 1:3 水泥砂浆找平 6、素水泥浆结合层一遍(内掺建筑胶 ) 7.150 厚 C15 细石砼 8.素土分层夯实，每层厚度200mm —300mm ，压实系数≥0.94 B、楼面： 1.FK 砼密封固化剂饰面 2.金刚砂耐磨层 3.250 厚 C30 砼垫层，内配双向? 4@200 冷拔钢筋网片 4.水泥浆结合层一遍 (内掺建筑胶 ) 5.钢筋混凝土楼板 4.2 工艺流程 混凝土基层浇筑---- 找平---- 金刚砂骨料第一次撒布及抹平
超声波对电镀金刚石工具性能的影响
２０１０年０２月第ｌ期第３０卷总第１７５期 金刚石与磨料磨具工程 Ｄｉａｍｏｎｄ＆ＡｂｒａｓｉｖｅｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｆｅｂ．２０１０ Ｎｏ．１Ｖ０１．３０Ｓｅｒｉａｌ．１７５ 文章编号：１００６—８５２Ｘ（２０１０）０１—００３９一０３ 超声波对电镀金刚石工具性能的影响’ 王秀芝１于爱兵２林彬３王玉果３ （１．天津农学院职业技术学院，天津３００３８０） （２．宁波大学机械学院，宁波３１５２１１） （３．天津大学机械学院，天津３０００７２） 摘要分别在有超声波和无超声波条件下，制备了镍镀层和电镀金刚石工具。采用显微硬度计测试了镍镀层硬度，采用热震法和锉削法测试镀层与基体的结合强度，用显微镜观察镀层金相组织，计算了工具磨削比。研究结果表明：在电镀金刚石工具制备过程中，应用超声波可以细化镀层晶粒，提高镀层硬度，增强镀层与基体的结合强度。上砂前应用超声波可提高电镀金刚石工具磨粒密度和工具的磨削比。 关键词超声波；电镀；金刚石；工具 中图分类号ＴＧ７４；ＴＱｌ６４文献标识码ＡＤＯＩ编码１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—８５２Ｘ．２０１０．０１．００９ＥｆｆｅｃｔｏｆｕｌｔｒａｓｏｎｉｃａｓｓｉｓｔａｎｃｅＯＨｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｅｄｄｉａｍｏｎｄｔｏｏｌｓ ＷａｎｇＸｉｕｚｈｉｌＹｕＡｉｂｉｎ９２ＬｉｎＢｉｎ３ＷａｎｇＹｕｇｕ０３ （１．ＴｉａｎｆｉｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３８０，Ｃｈｉｎａ） （２．ＮｉｎｇｂｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎｉｎｇｂｏ３１５２１１，脚愕，Ｃｈｉｎａ） （３．ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅ倦ｉ＠，Ｔｉａｎｆｉｎ３０００７２，Ｃｈｉｎａ） ＡｂｓｔｒａｃｔＥｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｅｄｎｉｃｋｅｌｃｏａｔｉｎｇｓａｎｄｅｌｅｅｔｒｏｐｌａｔｅｄｄｉａｍｏｎｄｔｏｏｌｓｗｅｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄｗｉｔｈａｎｄｗｉｔｈｏｕｔｕｌｔｒａｓｏｎｉｃａｓｓｉｓｔａｎｃｅ．ＴｈｅｈａｒｄｎｅｓｓｏｆｔｈｅｎｉｃｋｅｌｃｏａｔｉｎｇｓＷａｓｔｅｓｔｅｄｗｉｔｈｍｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓｔｅｓｔｅｒ．ＩｔｓａｄｈｅｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｔｏｔｈｅｓｕｂｓｔｒａｔｅＷａＳｔｅｓｔｅｄｂｙｔｈｅｒｍａＩｓｈｏｃｋａｎｄｆｉｌｅｃｕｔｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｅｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗａｓｏｂｓｅｒｖｅｄｗｉｔｈｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ．Ｇｒｉｎｄｉｎｇｒａｔｉｏｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｆｉｎｅｃｒｙｓｔａｌｇｒａｉｎｓｉｚｅ，ｈｉ曲ｈａｒｄｎｅｓｓａｎｄｇｏｏｄａｄｈｅｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｃｏｕｌｄｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｕｎｄｅｒｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｅｆｆｅｃｔｄｕｒｉｎｇｔｏｏｌｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．Ｇｒａｉｎｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｇｒｉｎｄｉｎｇｒａｔｉｏｏｆｄｉａｍｏｎｄｔｏｏｌｓｗｉｔｈｕｌｔｒａｓｏｎｉｃａｓｓｉｓｔａｎｃｅｂｅｆｏｒｅｄｉａｍｏｎｄｇｒａｉｎｔａｋｅ－ｏｎｗｅｒｅｍｕｃｈｉｍｐｒｏｖｅｄｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｈｅｃａｓｅｗｉｔｈｏｕｔｕｌｔｒａｓｏｎｉｃａｓｓｉｓｔａｎｃｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ；ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ；ｄｉａｍｏｎｄ ｔｏｏｌ ０引言 在电镀过程中，应用超声波能够改善电镀工艺条件，增加镍镀层的耐磨性‘１｜，改变镀层应力‘２１。在金 ?国家８６３项目资助（２００９ＡＡ０４４３０６）刚石工具的制备过程中，合理应用超声波，能够减小阴极极化程度㈨，提高金刚石磨粒的密度。本文通过金刚石工具的制备、工具性能测试和加工实验，分析了超声波对电镀金刚石工具性能的影响规律。 万方数据
金刚石线锯制造的一些关键技术问题
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
金刚砂固化地坪施工工艺
金刚砂固化地坪 适用范围 性能特点 使用年限
施工工艺 1.基面混凝土搅拌填充 施工要求：将等比例的沙子、石子、水泥、水搅拌均匀；凝土基面找平层要求厚度30mm-50mmM以上，强度为C25以上，最小胶凝材料含量为，现场塌落度75-100mm，砼表面应密实、平整、且无泌水。 施工禁忌：工过程中切忌有水泼落在表面。 2.基层收平提浆 施工要求：基层砼初凝时（约2~3h），即可进行耐磨地坪施工，先在抹光机上安装圆盘，整体打磨砼并从周边逐渐向内收抹，起到平整和提浆作用。 注：砼初凝时间应根据作业环境、气候等环境决定。一般脚踩下陷不超过5mm 开始提浆铺设金刚砂耐磨材料。 3.第一次铺撒金刚砂
施工要求：第一次铺撒2/3金刚砂材料均匀的铺撒在砼表面（不均匀处用刮板刮匀），待材料吸收砼中的水分、表面出现返潮颜色变灰暗后，开始第一次抹平。 4.揉压、抹平 施工要求：采用装圆盘的抹光机碾磨分散，使其与基层混凝土浆结合在一起，注意不要搓抹过度。墙边可采用铁抹子人工揉压收平。 5.第二次铺设金刚砂 施工要求：随即将余下的1/3料铺撒在混凝土表面，铺撒方向与第一次垂直，进行第二次抹平工作，最后用装刀片的抹光机完成抹光工作。 6.收面 施工要求：随混凝土凝固时间调整刀片倾斜角度（转速及角度视硬化情况调整），抹光机作业时纵横交错（3次以上）进行。边角部位采用人工钢抹子有序同向的压光，避免抹纹出现。 7.养护 施工要求：施工完成4小时内喷洒金刚砂地坪专用养护剂，养护7天。
施工条件 施工注意事项 1、单次浇筑面积不宜过大，应控制在800m2以下，支边模时用钢模（刷脱模剂）分仓。分仓不直时，应在下次施工前用切割机弹线割直，缝应与地坪成型后的分格缝位置一致。 2、墙柱边角地坪施工时应振捣密实，再用人工拍浆。 3、混凝土表面标高控制小于3mm/2m（要有平整度保证措施）。 4、避免露天作业，施工工期间及施工完成后4小时内禁止接触雨水，8小时可开放交通
电镀流水线的PLC控制
电镀流水线的PLC控制 一、控制要求 难易程度：难 1）某电镀流水线有4个槽位（自左而右ABCD排列），在上方有导轨（对应4个电镀槽安装行程开关SQA-D，当在原位（SQ1，在A槽左侧）按启动按钮SB1，则一小车（由一电机带动，正反转，能耗制动）带动工件向右运行，到达需要电镀的槽位上方（由四个选择开关SAA-D事先选择相应的槽位是否需要电镀），则自动能耗制动停止，然后下放（电机反转，带动工件下降）至SQ2（下限位开关，4个槽位共用）停止，在4个槽位分别停留不同时间（进行电镀）后上升至SQ3（上限位开关，4个槽位共用）继续右行，直至需要电镀的槽位全部电镀完毕返回原位停止。 2）到相应槽位电镀完毕后要判断右边是否还需要电镀再决定右行或返回。 3）按停止按钮则全部动作停止。 4）每一动作（上升、下降、右行、左行、电镀等）可以通过相应点动按钮控制。 3.提示 4个槽位电镀右行、制动、下降、电镀、上升具有明显的顺序性，可分别用4个移位指令来表述状态，按启动按钮或一个槽电镀完毕根据启动前的选择开关决定下一个槽的移位字是否启动来决定是否跳过该槽。
二、控制系统设计分析 设计思路： 1.对事先选择好的槽位进行电镀，要求电机能够正反转及能耗制动，同时能够对4个槽位的电镀时间进行控制，则要有相应的时间继电器。 2.相应的槽位电镀完毕后要判断右边是否还需要电镀再决定右行或返回，由该槽右侧所有槽位的选择开关控制。 3.每一动作（上升、下降、右行、左行）可以由相应点动按钮控制。 输出点统计：
三．PLC系统硬件配置 利用实验室设备进行课题设计，选择西门子S7-300 PLC。 PLC硬件配置如下： 四．主电路设计及说明 由带能耗制动的电机M1的正、反转来带动电镀行车的右行和返回，其中，能耗制动用时间原则，制动2秒；由电机M2的正、反转来带动电镀行车的上升和下降；通过行程开关来保证行车运行在一定范围内！
电镀金刚石工具应用及工艺要点
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。
(工艺技术)电镀工艺基础知识
２、电镀新工艺介绍 ２ .1合金电镀 合金电镀一直是电镀新工艺开发的重要领域。以往为取代昴贵的镀镍而开发的铜锡合金，就曾经是一种新工艺。现在的代镍和节镍镀层，也都是各种合金。因为合金可以综合单一金属的优点，并具有单一金属所不具备的新的特性，比如硬度、耐腐蚀性、功能性等。现在已经认识到，电镀作为一种湿法冶金技术，能生产出用电、热方法做不到的新合金。包括在制作非晶态材料和纳米材料方面，电镀技术都是有优势的。合金电镀的原理在传统的理论中是要求两种共沉积的金属的电极电位要接近，如果一个的电位较正，另一个的电位较负，就要采用络合剂将正电位的金属的离子络合，使之放电电位向负的方向移动，与另一金属的电位相近，达到共沉积的目的。这在现在也仍然对合金新工艺的开发有指导意义。但是现在越来越多的合金中的另一种成分的量非常小，就是这种少量的金属分散在另一金属中，却改变了金属的性能。用传统冶金学的观点是这些掺入的金属是占据在主体金属的某些晶格位上，从而改变了金属的物理性能。但实际上，用火法冶金很难把微量金属分散到另一金属中去，而采用电镀的方法则比较容易做到。不过电镀方法得到的合金的结构是否符合冶金学的原理，则是值得探讨的课题。现在已经得到应用的新合金工艺有锌系列，镍系列，铜系列，锡系列，银系列等。锌作为钢铁的优良廉价的防护性镀层被广泛地采用 , 但是自从日本汽车打进欧洲和北美市场,汽车的耐盐防护性就提到了议事日程。〈1〉在开展高耐蚀性镀层的研究中，锌合金的研究引人注目。最先出现的是锡锌合金，这种合金的含锌量在３０％左右时耐盐水喷雾时间最长，出现红锈的时间可达１５００个小时以上。最开始进入实用化的工艺是７０年代末的有机羧酸的中性镀液，后来有柠檬酸镀液，现在我公司已经开发出硫酸盐光亮镀锡锌工艺。在锡锌工艺之后出现的是锌镍工艺。这种工艺由于含镍量在５－１０％，成本比锡锌要低，因此很快得到普及。最先出现的是用于钢板连续电镀的硫酸盐工艺，这大约在１９８２年前后。以后开发出氯化铵型工艺，现在比较成熟的是碱性锌酸盐工艺。这种工艺的特点是抗腐蚀性能特别好，不经钝化的镀层耐盐雾到出现红锈的时间在１５０小时以上。在高温下也仍能维持其优良的防护性能。因此在汽车等行业有较多应用。 在锌镍开发之后两年，锌铁工艺就进入了实用化。锌铁与前面的工艺不同的是铁的含量很小，只在 0.2 到0.6 左右。虽然以前有用于钢板电镀的锌铁合金，其含铁量在１０－２０％，但现在进入实用的还是这种低铁含量的镀层。比较成熟的有锌酸盐工艺。其耐蚀性也很好，但一定要经过钝化才能有高的耐蚀性，当含铁量在 0. 4 左右时，出现红锈的盐水喷雾时间可达１５００小时以上。现在，我公司已经开发出氯化钠型锌铁新工艺，并有黄色、彩色等高耐蚀性的钝化产品。 在欧洲还有用锌钴合金工艺的,这种工艺与锌铁一样,可以不用银盐做出黑色钝化膜。含钴量也仅在1%左右. 镍一直是电镀加工工业中的重要镀种，由于镍资源的紧张和价格昂贵，开发镍合金电镀是节镍的一种选择。同时，有些镍合金的功能性能也是市场所需要的，因此，镍基合金的应用也很广泛。镍铁合金不仅可节约部分镍，而且镀层性能也比纯镍镀层要好。这种镀层的含铁量在 7%-30% 左右，镀层中的含铁量与镀液中的镍铁比例成正比。也有采用镍锰铁合金电镀工艺的报导。 <2 >用于装饰的镍合金更多，特别是黑色镀层方面，不少是用的镍合金，比如镍锡，镍钴，镍镉等。铜镍合金更是在装饰电镀中有较多的应用。 <3 >铜合金如铜锡合金，铜锌合金，很早就有大量的应用。这方面的新工艺的主攻方向是以非氰化物络合物来取代氰化物，比如焦磷酸盐，柠檬酸盐镀铜合金等。锡作为钎焊性镀层主要是用在电子电镀行业，但也可以用在装饰和防护方面，比如代银的锡合金，用于罐头盒防腐的镀锡工艺等。但主要还是电子工业中有大量应用，现在用得最多的仍然是锡铅合金。也有锡铈，锡铋等。当前的趋势是采用无氟和无铅的新工艺取代老工艺。<4 >其它贵金属的合金主要是用在装饰和功能性方面，这里就不一一加以介绍。正如前面讲到的，由于合金电镀技术的开发可能产生出一些新的合金，这不仅在表面处理业有重要意义，对材料学科也有重要意义。因此，在新世纪，对合金电镀的研究仍会加紧进行。 特别是在多元合金，包括三元、四元合金等的开发上还有很大的空间 2.2电子电镀 如前所述，21世纪被称为高信息化世纪。所谓高信息化世纪就是以因特网为传播工具的信息爆炸的世纪。在这个世纪内，电子产品的品种和产量将有更快更大的发展，这给电子电镀业也带来很大的机遇和挑战。因此，现在新工艺的开发有很大的比重将放在电子电镀方面。 所谓电子电镀就是用于电子产品或电子工业的电镀技术。用于电子行业的镀层有很多，包括导电性镀层，钎焊性镀层，信息载体镀层，电磁屏蔽镀层，电子功能性镀层，印刷电路板电镀，电子构件防护性镀层，电子产品装饰性镀层等。电子电镀工艺除了少数是利用了传统的工艺以外，大多数是近几十年开发的新工艺。比如非金属电镀新工艺，化学镀新工艺，贵金属电镀新工艺，合金电镀新工艺等。 以印刷线路板的电镀为例，它是以孔金属化为中心的综合了前处理、化学镀、电镀、退镀等技术的工艺。印
金刚砂施工工艺
厂房特大耐磨混凝土地面施工方法 作者：佚名时间：2008-10-5 浏览量：1132 本工程图纸设计中车间地面作法是参照中南标98ZJ001地9*,实际上没有标准可见。只是在建施01图总说明中提供了如下构造要求: ■构造要求: a、素土分层夯实(每层小于300)压实系数大于0.95g b、200厚级配碎石层(粒径15-50),缝填铺粗砂后撒1:1水泥砂子压实 c、150厚C15砼(内配φ4@300双向钢筋)面素水泥浆结合层一遍 d、50厚C20细石砼随打随抹,面抹5mm厚耐磨金刚砂砂浆面层 f、地面伸缩缝:纵向1-45轴间@4.5m一道,横向A-L轴间@6.16m一道,地面伸缩缝构造见中南标98ZJ111第11页节点1.8 施工方法--流动式搅拌砼施工法 本厂房车间地面净地面积为20024m2 ,按总工期限安排,要在2004年11月1日提供钢结构进场的条件,要堆放钢屋面梁的预制件、钢柃条预制件、钢吊车梁预制件、并需要现场加工的屋面压型彩钢板的加工区域,钢结构屋面施工期限为2004年11月1日至2004年11月19日。钢结构屋面吊装方案是从A轴至L轴共10跨同时向1轴至45轴方向综合吊装。因此,土建施工的工期必须限在2004年10月28日前完成第一批1-8轴线砼柱子,2004年11月1日完成第二批9-24轴线砼柱子,2004年11月3日完成第三批25-37轴线砼柱子,2004年11月6日完成第四批38-45轴线砼柱子。 素土分层夯实层
◢首先急需要完成的是藕塘区污泥清除和换填石渣的分项工程。 ◢同时在粉质粘土层区域进行素土分层夯实层施工,用推土机推土和15-18吨压路机分层碾压6遍至8遍,在,分层碾压时要测量控制好标高和水平,每层小于300厚度分层碾压,以满足密实度要求。 200厚级配碎石垫层 ◢直接送料至厂房每个跨度的两边堆放粒径15-50的碎石,留出中间5m宽通道。 ◢用装载机和挖掘机初步赶平级配碎石垫层、再由15-18吨压路机碾压6遍。 ◢缝填砂子,(石屑粉也可)面层铺一层厚度为50mm砂子、再干撒一层水泥灰(约1:8水泥:中砂的比例,同样用石屑粉代替中砂也可)、再淋上适中的水份即可用压路机碾压平整。 150厚C15砼结构层 ◢砼结构层可以做到170厚 ◢支模采用18号或20号槽钢,焊上支撑管,做成φ20钢筋三角支撑。 ◢按纵向1-45轴间@4.5m一道,横向A-L轴间@6.16m一道分隔缝分格。 ◢温度缝用20厚聚笨乙烯泡沫塑料板作填料 ◢支模流程为:从1轴至45轴方向推进,流水作业方法分为5路×6.16m,先中间和两边,再在中路的左右两侧进行流水作业 ◢砼浇灌:采取流动搅拌法,即施工一段搅拌一段进行材料堆放。详见附图 ◢砼养护:按附图安装临时性水管,设高压水泵从河水中取水接管至厂房。
机电传动控制基础课设《电镀自动生产线控制设计》---肖桂滨
1 概述 1.1目的 本课程设计的教学目标是使学生掌握机电传动控制系统的基本原理、PLC 控制电路的设计方法以及继电器接触器控制电路的PLC改造方法。 1.2 基本要求 1、掌握机电传动控制系统中PLC控制的基本原理、顺序控制设计方法 2、具备一定的设计能力和调试能力。 2 设计步骤和方法 2.1 任务分析及方案确定 根据控制要求进行如下工作： 1）任务分析，然后确定主电路，注意考虑设备的保护； 2）确定控制规则； 3）选择PLC，包括PLC点数、类型及扩展模块的类型，注意操作方式及控制电路的保护； 4）PLC输入输出点的确定及分配等。 2.2 电路图的确定 1）画出主电路原理图； 2）画出PLC原理或接线图。 3）画出顺序功能图。 2.3 控制软件的设计及调试 根据控制规则进行如下工作： 1）画出顺序功能图； 2）设计PLC控制梯形图； 3）程序调试说明。
3 设计说明书内容要求及时间安排 3.1设计说明书内容及书写格式要求 1）设计题目； 2）控制要求； 3）任务分析、方案确定。包括PLC输入和输出点的确定。PLC的选择，控制规则，操作方式及设计思想等； 4）画出主电路原理图（可选）； 5）画出PLC端子分配图； 6）画出顺序功能图（可选）； 7）设计PLC控制梯形图并模拟调试； 3.2时间安排 1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案1天 2）PLC梯形图设计与调试4天 3）说明书撰写1天 4）答辩1天
前言 1. 国内外PLC的最新发展趋势长期以来，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设制应用。其主要原因，在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。另一方面，PLC还必须依 靠其他新技术来面对市场份额逐渐缩小所带来的冲击，尤其是工业PC所带来的冲击。PLC需要解决的问题依然是新技术的采用、系统开放性和价格。 PLC技术展的最终趋势仍然是人们所争论的焦点之一。大多数人认为，PLC将会继续失去市场份额；更有甚者认为，在工业PC面前，PLC将会一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工业应用领域仍将为PLC提供一定的市场份额。 在全球工业计算机控制领域，围绕开放与再开放过程控制系统、开放式过程控制软件、开放性数据通信协议，已经发生巨大变革，几乎到处都有PLC，但这种趋势也许不会继续发展下去。随着软PLC(SoftPLC)控制组态软件技术的诞生与进一步完善和发展，安装有SoftPLC组态软件和基于工业PC控制系统的市场份额正在逐步得到增长，这些事实使传统PLC供应商在思想上已经发生了戏剧性的变化，他们必须面对现实，在传统PLC的技术发展与提高方面作出更加开放的高姿态。对于控制软件来讲，这是PLC控制器的核心，PLC供应商正在向工业用户提供开放式的编程组态工具软件，而且对于工业用户表现得非常积极。此外，开放式通信网络技术也得到了突破，其结果是将PLC融入更加开放的工业控制行业。PLC制造商已经开始注视基于工业PC控制技术所带来的强大冲击。有专家甚至认为，新商务活动所带来的新技术和开放技术规范将会埋葬传统PLC。PLC制造商认为，虽然在工业现场安装有大量的PLC控制设备，但他们仍然需要联合工控软件公司，以便开发他们自己的基于工业PC的过程控制软件。 2. 基于PLC的电镀行车的控制系统的概述 PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置，它具有可靠性高，抗干扰能力强；配套齐全，功能完善，适用性强；易学易用，深受工程技术人员欢迎；系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造；体积小，重量轻，能耗低等特点。
金刚石工具电镀层脱落原因分析
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。
金刚砂施工工艺详解
金刚砂地坪施工工艺 一金刚砂地面简介金刚砂地面为耐磨地面的一种，其组成成分为： 1、金刚砂，即骨料。为砂状，一种不生锈的非金属性骨料，平均粒径为1.5mm，约占总量60%，硬度在莫氏6度以上； 2、经处理的高标号水泥，即胶结物。金刚砂地面的颜色除采用水泥本色外还有红、黄、绿、灰、蓝及复合色等多种色彩可供选择，本工程地面选用蓝灰色。 适用范围;金刚砂耐磨地面适用于耐磨耐冲击且有减 少灰尘要求的混凝土地面，例如：厂房、仓库、停车场、维修车间、车库、货仓式商场场地等需高度耐磨损的地面。整体性耐磨地坪摒弃了传统的混凝土基层与面层分开施工的做法，从而消除了因基层与面层结合不良而导致裂缝和空鼓的质量通病，简化了工序，缩短了施工周期，节约人工费用，在工厂、仓库等工程中得到越来越广泛的应用。其性能特点为：高耐磨性、减少灰尘、耐冲击性、施工方便。 二、施工工艺流程垫层处理→钢筋绑扎→基层混凝土浇筑、刮平（同时金刚砂拌合）→抹光面拍浆→第一次撒布金刚砂拌合料及抹平、磨光→第二次撒布金刚砂拌合料及抹平、磨光→表面修饰及养护
三、耐磨地面施工 1、根据划分好的施工段，绑扎双向钢筋网。 2、为保证钢筋在浇筑混凝土时不被踩踏,应铺设马道。 3、按地面设计标高安装宽度不大于6m模板（宜用槽钢），用水准仪检测模板标高，对偏差处用楔块调整高度，保证模板的顶标高误差小于3mm。 4、混凝土浇筑前洒水使地基处于湿润状态，楼面用水泥浆充分扫浆。 5、混凝土宜选用商品混凝土现场泵送，水泥选用低水化热的粉煤灰硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，尽可能减少水泥用量。 细骨料采用中砂，粗骨料选用粒径5~20mm连续级配石子，以减少混凝土收缩变形。 骨料中含泥量对抗裂的危害性很大。因此骨料必须现场取样实测，石子的含泥量控制在1%以内，砂的含泥量控制在2%以内。外加剂采用外加uea 微膨胀剂。
plc实习报告电镀流水线南京工程学院
成绩 南京工程学院 课程设计说明书(论文) 题目电镀流水线生产系统控制 课程名称机电传动控制课程设计 院（系、部、中心）机械工程学院 专业机械设计制造及其自动化 班级 学生姓名 学号 设计地点工程中心 指导教师蒋荣、马银忠 设计起止时间：2015 年 6 月8 日至2015 年6 月12 日
引言 随着社会的不断发展，科学技术的不断进步，人们已经对越来越多的事物不是进行手动操作，而是进行人工智能控制。例如智能机器人以及立体式存储仓库的产生等等，一改往日以前人们取料时间长，难度大，效率低。 本次课程设计题目配料车控制系统程序设计也正是在这样的背景下应运而生的，本次课程设计的目的是掌握机电传动控制系统的基本原理，PLC控制电路的设计方法以及继电器—接触器控制电路的PLC改造方法。掌握机电传动控制系统中继电器—接触器控制和PLC控制的基本原理，设计方法及两者的关系。掌握常用电器元件的选择方法。具备一定的控制电路的分析能力与设计能力。运用所学的可编程控制器的相关知识在实验电路板上实现小车取料的控制。改变以往人工取料时间长，难度大，效率低的缺点。提高工作效率，节省人力资源。 可编程序控制器（Programmable Logic Controller）是以微处理器为核心，综合了微电子技术、自动化技术、网络通讯技术于一体的通用工业控制装置。英文缩写为PC或PLC。它具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等一系列优点，特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工业环境的能力，更得到用户的好评。因而在机械、能源、化工、交通、电力等领域得到了越来越广泛的应用，成为现代工业控制的三大支柱初期的PLC只是用于逻辑控制的场合，代替继电器控制系统。随着微电子技术的发展，PLC以微处理器为核心，适用于开关量、模拟量和数字量的控制，它已进入过程控制和位置控制等场合的控制领域。
电镀工艺和喷砂工艺简介
电镀工艺和喷砂工艺简介 引言 制造一部C辊的修磨工艺是首先将现有磨损C辊的镀铬层磨掉，然后再在C辊的表面进行镀硬铬，镀层厚度0.1-0.15mm，辊面粗糙度：Ra0.2，在这里首先介绍一下电镀的工艺流程；在涂布机出炉膛纠偏处将原先的橡胶纠偏辊更换成金属表面喷砂的导辊，增加了导辊的耐热性和表面摩擦力，克服了原先橡胶辊高温老化摩擦力小，经常引起极片跑偏的问题，因此在这里也介绍一下喷砂的工艺。 关键词 抗磨损基体材料注射塑件金属镀层标识镀覆方法 高速喷射束机械性能清理与抛光流平和装饰喷砂处理 铜、镍、铬三种金属沉积层反光或亚光高光亚光真空镀 一、电镀的工艺 1．电镀的定义和分类 1-1．电镀的定义 随着工业化生产的不断细分，新工艺新材料的不断涌现，在实际产品中得到应用的设计效果也日新月异，电镀是我们在设计中经常要涉及到的一种工艺，而电镀效果是我们使用时间较长，工艺也较为成熟的一种效果，对于这种工艺的应用在我们的产品上已经非常多，我们希望通过总结我们已有的经验作一些设计的参考性文件，可以更好的将电镀效果应用在我们的设计上，也更合理的应用在我们的设计上，可以为以后的工作带来一些方便。通过这种工艺的处理我们通常可以得到一些金属色泽的效果，如高光，亚光等，搭配不同的效果构成产品的效果的差异性，通过这样的处理为产品的设计增加一个亮点。 1-1-1．电镀的定义 电镀就是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件表面，以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程，就叫电镀。简单的理解，是物理和化学的变化或结合。电镀工艺的应用我们一般作以下几个用途：
a．防腐蚀 b．防护装饰 c．抗磨损 d．电性能：根据零件工作要求，提供导电或绝缘性能的镀层 e．工艺要求 1-1-2．常见镀膜方式的介绍 化学镀（自催化镀） autocalytic plating 在经活化处理的基体表面上，镀液中金属离子被催化还原形成金属镀层的过程。这是在我们的工艺过程中大多都要涉及到的一个工艺工程，通过这样的过程才能进行后期电镀等处理，多作为塑件的前处理过程。 电镀 electroplating 利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程，这种工艺过程比较烦杂，但是其具有很多优点，例如沉积的金属类型较多，可以得到的颜色多样，相比类同工艺较而言价格比较低廉。 电铸 electroforming 通过电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品（能将铸模和金属沉积物分开）的过程。这种处理方式是我们在要求最后的制件有特殊表面效果如清晰明显的抛光与蚀纹分隔线或特殊的锐角等情况下使用，一般采用铜材质作一个部件的形状后，通过电镀的工艺手段将合金沉积在其表面上，通常沉积厚度达到几十毫米，之后将形腔切开，分别镶拼到模具的形腔中，注射塑件，通过这样处理的制件在棱角和几个面的界限上会有特殊的效果，满足设计的需要，通常我们看到好多电镀后高光和蚀纹电镀效果界限分明的塑胶件质量要求较高的通常都采用这样的手段作设计。如下图所见的棱角分明的按键板在制造上采用电铸工艺的话，会达到良好的外观效果。 真空镀vacuumplating 真空镀主要包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀几种类型，它们都是采用在真空条件下，通过蒸馏或溅射等方式在塑件表面沉积各种金属和非金属薄膜，通过这样的方式可以得到非常薄的表面镀层，同时具有速度快附着力好的突出优点，但是价
从电镀金刚石工具看金刚线
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
金刚砂地面施工工艺
（纵横向各一遍，同一方向相邻压痕重叠 1/3）。局部小房间，采用打夯机人工分层夯实,
编辑文本 分层夯实厚度不大于30cm，夯实不小于4 遍； 标高控制在+30mm o 3、对于直接浇筑砼的土方基层，碾压完毕后, 再次 用60挖掘机进行整平，保证标高范围 +20mm以内； 4、现场出现橡皮土，要及时进行换填。 第50页
葩山东**集团有限公司 编辑文本 金刚砂地面工程标准做法 编号：SDFH-GC-006 版号：2017-A Shandong ** Engineering 对管沟部位，管底铺15cm 砂，管上回填砂 至 管上平以上20cm 后，进行水沉，再用平板 夯夯实；人工配合机械分层夯填土，分层厚 度不 超过30cm,夯填至地面基层以上10~20cm 用 60t 振动碾沿管沟进行碾压 安装管道预埋完毕后回填石子或级配砂石，材 料运输至车间内以后，由人工配合铲车进行摊 平，厚度根据设计要求控制。石子或级配砂石 摊平以后采用60吨振动碾进行碾压，碾压方 法同回填土碾压。碾压完成后石子表面平整度 I' 中粗砂 O 1増加回填砂 71— S35 管道基础图
控制在土20mm （现场钢结构柱或钢筋棍上面 均抄测了+200mm 标高控制线，基层整平处理时用 激光投线仪逐一测量） 三、钢筋绑扎 编辑文本 第51 页
金山东** 建设集团有限公司 编辑文本 金刚砂地面工程标准做法编号：SDFH-GC-006 版号： 2017-A Shandong ** Engineering 钢筋在绑扎前，依据图纸和规范要求，提前绘 制界格缝布置图（分隔缝间距原则上不能大于 5m*5m，超过标准需在方案中确定）； 单层钢筋网，按照界格图确定钢筋网片大小, 布置钢筋马镫摆放位置。 对于单层钢筋网，钢筋马凳高度=砼厚度-保护 层厚度，保护层厚度满足30-50mm。马凳铺完成 后，重新校核标高。对于双层钢筋网，底部钢筋 垫3cm成品水泥垫块，上部钢筋网处理同单层钢 筋网片。 马凳摆放完毕后，绑扎钢筋网片（钢筋网片在
电镀生产线控制系统课程设计
学号：0120918950930 课程设计 题目电镀生产线控制系统 学院物流工程学院 专业 班级 姓名 指导教师 2013年1月2日
本科生课程设计成绩评定表 指导教师签字： 2013年 01 月 18 日
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 电镀生产线控制系统 一、初始条件 程序运行设备：西门子S7-300 PLC 二、要求完成的主要任务 1．控制要求：实现手动、单周期、连续、单步四种工作方式的控制。以四种工作方式进行上行、下行、右行、左行四种运动，来实现清洗、风干、电镀、定时四种过程的电镀工作。 2．设计要求： （1）绘制PLC接线图； （2）给出符号定义表； （3）编写控制程序； （4）上机验证通过程序调试。 3．课程设计说明书应包括： （1）设计的目的及意义 （2）设计任务及要求 （3）设计方案比较及认证 （4）程序设计：软件思想，流程图，程序说明 （5）调试过程记录及结果分析 （6）参考资料 （7）总结
三、时间安排： 四、主要参考资料 【1】张晓川编著.仓储物流技术与装备[M].化学工业出版社,2003年 【2】邓星钟主编.机电传动控制[M].华中科技大学出版社,2001年 【3】朱宏辉.物流自动化系统设计及应用.化学工业出版社,2004 【4】刘锴编著.深入浅出西门子S7-300PLC[M].北京航空航天大学出版社,2004年 【5】廖常初编著.S7-300/400PLC应用技术[M].机械工业出版社,2008年【6】王永华编.现代电器控制及PLC应用技术[M].北京航天航空大学出版社,2007年 指导教师签名： 2013年1月6日 系主任（或责任教师）签名： 2013年1月6日
金刚砂施工方案
金刚砂地坪施工方案 一、编制依据 1、本工程设计图纸、设计文件和技术资料 2、《混凝土地面用水泥基耐磨材料》JC/T906—2002 3、《建筑地面工程施工工艺标准》(ZJQ00-SG-003-2003) 4、《混凝土结构工程施工工艺标准》ZJQ00-SG-002-2003 5、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002 6、《建筑地面工程质量验收规范》GB50209-2010 二、工程概况 根据工程内容，分两阶段进行施工，第一阶段进行砼浇筑和金刚砂施工，第二阶段进行固化剂施工。 三、施工组织与部署 3.1 施工人员组织 施工人员根据现场工艺流程、工程量和工期要求配置专业人员 3.2 设备机具 激光整平机一台、驾驶抹光机一台、振动尺一台、手扶磨光机五台、不锈钢靠尺若干、铣刨机、奔马车两辆、研磨机、木抹,、铁抹、水桶、喷壶、手推。 3.3 材料准备 根据施工情况提前准备水泥、钢筋网片、107胶、金刚砂、固化剂、磨片等材料。 3.4 现场前期辅助准备工作 施工前根据现场情况和施工安排，照明设备、水源及管道、抽水设备、电源及电路应准备齐全到位。 四、施工工艺 4.1工艺流程 基层清理→刷胶灰拉毛→砼浇筑、激光整平机振动刮平→抹光机带盘柔压抹平→第一遍撒料→抹光机带磨盘柔压抹平→第二遍撒料→抹光机带磨盘柔压抹平→边角压光→驾驶型磨光机整体抛光→切割伸缩缝→喷洒养护液养护。 4.2基层清理 1. 采用铣刨机和清灰机对原有地面进行打毛，清除垃圾，外运至堆放点，保证地面清洁，要求无余渣、浮尘。 2. 根据建筑设计图纸标高和坡度在墙上或柱上弹设标高控制墨线。 3. 地面清理好后在浇筑砼前一天用自来水将地面充分湿润，砼浇筑施工当天，浇筑砼前将按一定比例的胶灰均匀洒在地面上，并用竹扫把扫均匀，以提高界面粘接力。 4. 浇筑前将准备好的钢筋网片按规范摆放，将搭接处用扎丝绑扎结实，并放好垫块。 4.3砼浇筑刮平 1. 砼采用商品砼，要求严格按混凝土配合比配料，严格控制混凝土泄料时坍落度。不超过规定要求，在满足施工条件容许的情况下，坍落度尽可能配低。如遇大雨引起砂石含水率变化，必须随时调整用水量，保持坍落度不变。 2. 砼须连续浇筑，随浇随用激光整平机进行振动整平，激光整平机不能施工的地方用振