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電鍍薄壁金剛石鉆頭的原理和工藝電鍍薄壁金剛石鉆頭是應(yīng)用電化學(xué)原理，在電鍍?nèi)芤褐墟囮枠O溶解和金屬合金在鋼體上共沉積并將其間投放在鋼體上的金剛石牢牢包裹住。
電鍍液的成份電鍍液的主要成分有：硫酸鎳、硫酸鈷、氯化鈉、硼酸、絡(luò)合劑、防針孔劑、光亮劑和硬度調(diào)節(jié)劑等。硫酸鎳、硫酸鈷是電鍍鎳鈷合金溶液的主鹽，它們提供鎳離子和鈷離子。
氯化鈉為陽極活化劑，特別是在用鎳板作陽極時能夠防止陽極鈍化。硼酸是電鍍中最常用的一種緩沖劑，在pH值為4～6范圍內(nèi)具有良好的緩沖作用，對提高鍍層結(jié)合力和保持延展性也有效。絡(luò)合劑能使金屬離子形成較穩(wěn)定的難還原的絡(luò)離子，以增大它放電時的陰極極化。
防針孔劑的作用是降低固液兩相界面張力，增加液相對固相(陰極)的潤濕性，使電鍍過程中伴隨產(chǎn)生的氫氣泡難以在鍍層上滯留，從而可以防止鍍層產(chǎn)生針孔和麻點(diǎn)。光亮劑分為一次光亮劑和二次光亮劑，由于它們的協(xié)同作用，能獲得具有平整的鏡面光亮鍍層，且能使鍍層結(jié)晶變細(xì)，并產(chǎn)生一定的壓應(yīng)力。硬度調(diào)節(jié)劑能根據(jù)不同的巖層力學(xué)性質(zhì)對鍍層的硬度進(jìn)行有針對性的調(diào)整，以便更好地適應(yīng)變化著的或某些特殊性質(zhì)的巖層。
電鍍工藝條件(1)溫度：常溫，最好保證鍍液溫度在30℃左右;(2)pH值：3.5～5.0;(3)電流密度：0.5～1A/dm2。電鍍工藝流程電鍍薄壁金剛石鉆頭工藝流程如下<4，9>：鋼體加工→化學(xué)去油→清洗→機(jī)械1去銹→強(qiáng)酸浸蝕→清洗→電化學(xué)去油→熱水清洗→強(qiáng)酸浸蝕→清洗→弱酸浸蝕→清洗→電化學(xué)活化→帶電進(jìn)入電鍍?nèi)芤哼M(jìn)行大電流沖擊→底層鍍絕緣處理→上砂鍍(加厚鍍→去絕緣模具→裝飾鍍→除氫→開刃→成品。
胎體材料的要求金剛石鉆頭的胎體性能決定了金剛石鉆頭的工作效果。鋯剛玉磚是一種人工合成的硬脆性耐火材料，質(zhì)地堅硬致密，耐磨性強(qiáng)，莫氏硬度達(dá)8～9級，這就要求薄壁金剛石鉆頭胎體材料具有以下性能：(1)與基體連接牢固，又能牢固地包裹住金剛石;(2)有足夠的強(qiáng)度和韌性，抗沖擊能力強(qiáng);(3)導(dǎo)熱性好，能及時散去鉆進(jìn)過程中產(chǎn)生的熱量;(4)耐磨性好，自銳能力強(qiáng)。從而保證薄壁金剛石鉆頭在使用過程中取得效率高、壽命長、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好的結(jié)果。鎳鈷合金完全具備作為胎體材料所要求的性能，并且適應(yīng)能力強(qiáng)，是制造電鍍金剛石工具的首選材料。
金剛石參數(shù)的選擇金剛石質(zhì)量直接影響薄壁金剛石鉆頭的鉆進(jìn)效果。鋯剛玉磚是硬度高、耐磨性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)致密的人工合成的多晶材料，是在同一制造工藝中生產(chǎn)出來的，組成基本穩(wěn)定，質(zhì)點(diǎn)分布比較均勻，硬度和耐磨性比較一致。類似于堅硬而研磨性較弱的完整巖層的鉆進(jìn)，對金剛石要求晶形好、抗壓強(qiáng)度高和抗沖擊韌性強(qiáng)。
一般選用晶形完整，晶面、晶棱發(fā)育良好的MBD8～MBD10金剛石。金剛石的粒度一般選擇45/50～60/70范圍，金剛石濃度為120%～160%.使用結(jié)果設(shè)備鉆進(jìn)設(shè)備采用桂林第二機(jī)床廠制造的搖臂鉆床改裝而成，型號為Z305×16.
結(jié)果分析鉆頭使用效果的好壞大體由兩方面的因素來決定：一方面是鉆頭的制作質(zhì)量;另一方面是鉆頭的使用質(zhì)量，包括鉆頭的適應(yīng)性和使用者的技術(shù)水平及選擇的工藝參數(shù)。
在鉆頭的制作過程中，除了鍍液本身對鉆頭的質(zhì)量有關(guān)鍵性影響外，基體預(yù)處理和電鍍工藝參數(shù)也有重要的影響。基體預(yù)處理不好，會造成鍍層與基體結(jié)合不牢，在鉆進(jìn)過程中容易導(dǎo)致掉塊。電鍍工藝參數(shù)主要包括溫度、pH值和陰極電流密度。pH值直接影響絡(luò)離子的組成和穩(wěn)定，酸性過高，絡(luò)合劑的絡(luò)合能力減弱，同時析氫加劇，容易形成針孔，鍍層變暗，電流效率降低;酸性過低，鎳鹽易水解，形成堿式鹽，鍍層變脆、起泡。實驗指出，鎳鈷合金鍍層的最佳pH值為3～5.5.電鍍液溫度過高，鍍層粗糙，發(fā)灰;溫度過低，電沉積速度比較緩慢，鍍層容易燒焦。一般適宜的溫度在30℃左右。陰極電流密度密度過大，鍍層粗糙;電流密度過低，鍍層變暗。一般適宜的電流密度為0.5～1A/dm2。
薄壁金剛石鉆頭的現(xiàn)場操作對金剛石鉆頭的使用效果也是致關(guān)重要的。高質(zhì)量的薄壁金剛石鉆頭只是為取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提供了前提條件，更重要的是正確地使用好鉆頭，才能達(dá)到鉆頭的高轉(zhuǎn)速和高壽命，否則，再好的鉆頭也會毀于瞬間。為此，要求使用者嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，根據(jù)鉆進(jìn)對象和現(xiàn)場條件，合理選擇相適應(yīng)的薄壁金剛石鉆頭和鉆進(jìn)參數(shù)。
