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ph电极电镀镍-铁金刚石钻头配方与工艺研究

[导读]:摘要:国内采取镍-铁合金作为电镀金刚石钻头的胎体资料仍处于试验研究中。本文详细介绍了镍-铁合金镀液的重要成分及其作用,试验剖析了电镀工艺对镀层质量的影响,采取正交回归试验设计方式对胎体成分与性能间的变更规律进行了试验研究。成果表明镍-铁合金镀

分类:电极使用方法说明 发布时间:2018-3-9 更新时间:2019-4-26 作者:丁当科技
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  摘要:国内采取镍-铁合金作为电镀金刚石钻头的胎体资料仍处于试验研究中。本文详细介绍了镍-铁合金镀液的重要成分及其作用,试验剖析了电镀工艺对镀层质量的影响,采取正交回归试验设计方式对胎体成分与性能间的变更规律进行了试验研究。成果表明镍-铁合金镀层是电镀金刚石钻头的较幻想的胎体资料。通过调整镀液成分及其含量和转变工艺参数,可以获得不同硬度与耐磨性的镍-铁镀层,可以满足电镀金刚石钻头的要求。根据研究成果试制了2个钻头,进行了室内实钻试验,在8~9级正长花岗岩中钻进,平均时效到达1.87m/h,钻头平均寿命到达45.9m,取得了较好的钻进效果。

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  普通电镀镍溶液中铁是有害杂质。但是,试验研究中发明,电镀中镍与铁并不是不相容的,在必定的工艺条件下,通过添加必定的添加剂可以获得效果良好的镍-铁合金镀层。从材料中得知,镍-铁合金电镀已经得到利用,镍-铁合金镀层中含铁量可达15%~35%(质量分数,下同),以廉价的铁取代镍,可下降成本。镍-铁合金镀层的性能便于调整,通过调整镀液中铁的含量,可以调整镀层的硬度与耐磨性;镀层中随着铁含量进步,镍-铁合金的硬度和耐磨性随之进步。在我国电镀金刚石钻头已有40余年的历史,采取较多的胎体资料是镍-钴合金和镍锰合金,其性能显得有些单一,镍-钴合金的成本较高,生产现实需要研究新的胎体资料,研制出新性能的电镀金刚石钻头。试验研究表明,镍-铁合金的性能能够满足金刚石钻头的钻进要求。

  1试验研究设计

  电镀镍-铁合金多用作防护与装潢性镀层,用作金刚石工具的胎体资料很少,但是,不管镀层作为什么用处,镀层性能存在多少差异,镍-铁镀层需要的电镀液的成分与电镀工艺是基础雷同的。在研究防护与装潢性电镀层的基本上,提出了镍-铁镀层的基础成分与工艺,进行电镀金刚石钻头胎体资料的试验研究。

  电镀镍-铁合金多采取硫酸盐镀液,其主盐多采取硫酸镍,含量一般比镀亮镍溶液要低,一般为220~240g/l;供给亚铁离子(fe2+)的主盐采取硫酸亚铁,亚铁离子含量应依硫酸镍含量而有所不同,基础把持在18~26g/l范畴。

  镍-铁合金的析出属于异常共沉积,尽管铁离子在合金镀液中的电极电位比镍还要负200mv,而且即使镀液中铁离子的浓度很低,铁仍然会优先析出。由此可知,在实际电镀中把持好镀液中铁离子的浓度,是获得镍-铁合金镀层的要害。

  氯化钠重要为镀液供给氯离子,氯离子能够增进阳极活化,防止阳极镍钝化,坚持镀液中镍离子和铁离子能够正常溶解。氯离子含量过高,会使镍离子浓度增添,失去镍与铁的正常比例。氯化钠中的钠离子能增添镀液的导电性能和覆盖能力,下降槽电压,节俭能耗。电镀镍-铁合金镀液中,氯化钠的含量比一般电镀镍合金镀液的含量都高,加量的范畴为20~30g/l。氯化钠中的钠离子浓渡过高也会增添镀层的应力。为了避免长期补加氯化钠而使钠离子积聚,弥补氯离子不足时可以应用氯化镍;或者在调整ph值时用盐酸取代硫酸,但氯离子含量高时不可用盐酸调节ph值。

  在所有镀镍溶液中,硼酸是良好的缓冲剂。溶液在电镀进程中氢离子因放电而耗费,导致溶液的ph值上升,这时硼酸中的氢会离解出来,弥补溶液中氢离子的不足,稳固阴极膜中的ph值,防止发生氢氧化镍和氢氧化铁。

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