液流对电镀金刚石线锯形貌影响来自：金刚石与磨料磨具工程发布时间：2015-07-21固结磨料金刚石线锯是一种能够对硬脆材料进行精密加工的新型加工工具，在光伏太阳能行业有着举足轻重的地位，并且国外已经有了非常广泛而深人的研究。目前的几种生产方法中，电镀金刚石线锯由于具有生产设备简便，工艺温度低，金刚石磨粒镶嵌牢固等优点，其应用前景得到广泛关注。国内虽然已经有诸多研究者对电镀液的种类、主盐浓度、pH值、温度、电流密度、金刚石种类的选择以及_上砂时间等方面做了细致的研究，但对于复合电镀过程中的液流情况研究较少。在此基础上，通过对电镀金刚石线锯上砂过程中的液流形式和钢线放置方式两个易被忽略的因索进行了研究，结果表明，不同的液流形式和钢线放置方式确实能够对电镀金刚石线锯形貌产生较大影响。1.实验部分1.1实验材料基体材质:0.2mm切割用钢丝;电镀液:采用氨基磺酸镍为主盐的镀镍配方；金刚石:粒径为10一20μm;镀液中金刚石浓度:25g/L;阳极:电解镍板。1.2实验仪器挂件及5L烧杯，磁力搅拌加热器，直流稳压电源，电流表，JSM-6700F型扫描电镜。1.3实验方法1.3.1镀液液流对钢线上砂形貌的影响虽然镀液液流可以通过机械搅拌的方式来改变，但液体的流动速度很难得到精确的控制。为了方便研究，选择两种特殊情况作为定性的实验研究第一种情况是:上砂的整个过程镀液处于涡流的状态。通过磁力搅拌使镀液中的金刚石微粉冈」好完全搅拌均匀，并且一直维持这一搅拌速度。镀液的液流就会一直处于一种涡流的状态。然后，对已经经过镀前处理步骤的钢丝放人镀液进行上砂，上砂时间为3min。钢线在镀液中放置的方式分别为竖直和水平放置，电流密度分别为4A/dm2，8A/dm2，12A/dm2。上砂后不对其进行加厚处理，清洗干净烘干后，直接进行扫描电镜观察。第二种情况是：上砂的整个过程镀液液流处于几乎静止的稳态之中。因为izai实验之前已经测得对于10~20μm的金刚石在镀液中沉降的速度大约为2~3min/cm。那么，通过磁力搅拌，使镀液中的金刚石微粉完全搅拌均匀，立即停止搅拌，此后都不在进行任何搅拌。在10~20s内镀液就已经维持在相对平稳的状态，之后镀液会一直处于这种稳态之中此时，再将已经经过镀前处理步骤的钢丝放人镀液中进行上砂，上砂时间为3min。只要钢线的放置深度在液面2cm以下，上砂就不会受到影响〕钢线在镀液中放置的方式分别为竖直和水平，电流密度分别为4A/dm2，8A/dm2，12A/dm2。上砂后不对其进行加厚处理，清洗于净烘干后直接进行扫描电镜观察。1.3.2镀液中钢线放置方式对上砂形貌的影响在上述两种情况卜，研究了水平和竖直两种不同的放置方式对上砂情况的影响。水平放置的钢线在同一深度（液面下10cm处），不同电流密度（电流密度分别为4A/dm2，8A/dm2，12A/dm2）情况下，对同种液流情况，不同电流密度之间和两种液流情况之间进行了对比研究。对竖直放置的钢线，研究了在距离镀液液面深度分别为5cm,10cm,15c;m及电流密度为8A/dm2情况下，同种液流情况，不同深度之间和两种液流情况之间进行了对比研究。1.3.3钢线晃动对上砂形貌的影响为了研究钢线的晃动是否对上砂有影响，其他条件选择为:钢线水平放置，液流采用上述稳态液流的情况，上砂电流密度选择8A/dm2，上砂时间3min。这样选择，为了更有利于减少其他因素的于扰:钢线晃动由人工手动控制，频率为30次/min，来回见动幅度为1cm。2.结果分析与讨论2.1镀液液流对钢线上砂形貌的影响2.1.1涡流对水平放置情况下钢线上砂的影响图1为涡流情况下水平放置钢线在不同电流密度上砂后的扫描电镜照片。其中图1a、图1b、图1c的电流密度分别为4A/dm2，8A/dm2，12A/dm2。可以看出，在第一种情况下，涡流在其中起了很大的作用，不同的电流密度对金刚石上砂量已经起不到明显的影响，致使电流密度对上砂来说不再是主要因素。这主要是由于金刚石受到涡流冲刷力的影响，没有一个稳定的液流环境，从而无法最终有效地被电吸附进镀层之中，造成金刚石上砂非常稀疏，达不到理想的效果。图1液流为涡流情况下水平放置钢线在不同电流密度上砂后的SEM照片图2为稳流情况下水平放置的钢线在同电流密度上砂后的扫描电镜照片，其中图2...