[发明专利]一种新型复合金属固结磨料金刚绳及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及线切割技术领域，特别是一种新型复合金属固结磨料金刚绳及其 生产工艺。

背景技术

目前的金刚绳主要由圆截面钢丝捻制成绳后电镀上金刚石微粉制成，比起由 圆截面钢丝直接电镀金刚石微粉的金刚线，有很多优点，比如切割(蓝宝石、晶 硅)时，由于绳表面自然形成的螺旋状凹陷，十分有利于容屑排屑，提高了切割 效率。

现有技术存在以下问题：

1、由圆截面钢丝捻制成的绳，中心存在空洞，在电镀过程中会封闭酸碱或 镀液，造成芯部钢丝逐渐腐蚀，从而降低制成品金刚绳的破断拉力，此外由于 金刚绳使用过程中是在高张力下反复弯折的过程，内表面的腐蚀坑穴或斑点也 会显著降低其耐疲劳强度。

2、由于金刚绳的切割是一在高张力下反复弯折的过程，部分切割工艺所采 用张力可达成品绳破断拉力的70％，而其所用导轮直径常在8cm，在整个切割 寿命中绳上同一点在高张力下180°弯折次数可达数十万次之多。由于绳体弯折 内外圈变形量不同，会存在钢丝之间的摩擦，从而增加金刚绳疲劳断线的风险。

中国发明专利CN102555088A公开了一种固结金刚石和立方氮化硼混合磨 料的切割线，包括：固结磨料的金属钢线，所述的磨料是金刚石和立方氮化硼 混合磨料，所述金刚石和立方氮化硼混合磨料通过电镀镍的方式固结到金属钢 线上。此发明专利仍然为圆截面钢丝直接电镀金刚石，其切割时的排屑能力差， 切割效率低。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种破断拉力大的复合金属固结磨料金 刚绳及其生产工艺。

为解决上述的技术问题，本发明的一种新型复合金属固结磨料金刚绳，包括 由多股镀铜钢丝与一股软质聚合物充塞条绞合制成的芯绳，所述芯绳外侧沉积 附着金刚石微粒的附着镍层，所述芯绳表面附着镍层上沉积金刚石微粒；所述 金刚石微粒表面沉积将金刚石微粒埋覆的包裹镍层。

进一步的，所述钢丝直径为d，0.05mm≤d≤0.2mm。

进一步的，所述软质聚合物充塞条直径为D，0.01mm≤D≤0.02mm。

进一步的，所述包裹镍层厚度为金刚石微粒直径的20％-50％。

本发明还包括一种新型复合金属固结磨料金刚绳生产工艺，包括以下步骤，

芯绳复合：由多股镀铜钢丝和一股软质聚合物充塞条绞合制备芯绳；

表面预处理：将上述制备的芯绳经放线轮放线，依次经过60±5℃碱性脱脂 剂溶液、水洗水、40±5℃的10％硫酸溶液以及水洗水处理，得到表面清洁的芯 绳；

附着镍层沉积：将表面清洁的芯绳经过闪镀镍工艺在芯绳表面沉积一层镍 层介质；

金刚石附着：通过电化学共沉积技术将金刚石微粒附着在芯绳表面的镍层 介质上；

包裹镍层沉积：将附着有金刚石微粒的芯绳接通直流电源阴极并通过镀镍 溶液，施加电流后芯绳表面沉积镍层将金刚石微粒埋覆；

后处理：将芯绳通过吹气及加热装置以烘干并消除镀层应力。

进一步的，所述步骤附着镍层沉积中芯绳走速3-50m/min，镀液采用瓦特镍 或氨基磺酸镍体系、电流1-10A、pH值3-4.5、温度40-65℃、搅拌方式选用泵 循环、空气搅拌或机械搅拌。

进一步的，所述步骤包裹镍层沉积中芯绳走速3-50m/min，镀液采用瓦特镍 或氨基磺酸镍体系、电流1-10A、pH值3-4.5、温度40-65℃、搅拌方式选用泵 循环、空气搅拌或机械搅拌。

进一步的，所述软质聚合物充塞条为热塑性高分子聚合物或热塑性高分子聚 合物的共聚物，所述热塑性高分子聚合物或其共聚物的软化点50℃-150℃之间。

更进一步的，所述软质聚合物充塞条为乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，其中丙烯 酸乙酯含量20％-30％。

更进一步的，所述软质聚合物充塞条为乙烯－丙烯－1-丁烯共聚物。

采用上述结构后，本发明绳体芯部无显著空隙，不会在绳芯部空间残留水相 电解质溶液，避免腐蚀。绳芯部填充软质填充物后，钢丝之间具有一定缓冲层， 使用过程中在高张力反复弯折时减少钢丝之间的互相摩擦，从而降低金刚绳疲 劳断裂的风险；另外，缓冲层可限制钢丝之间的滑移并使镀层一体化，减少镀 层开裂风险，从而进一步降低使用中断线风险。

附图说明