超硬材料網

　　申請號：201610595427.X
　　申請人：江蘇理工學院
　　發明人：雷衛寧 劉維橋 李小平 王創業 錢海峰 劉麗琴 沈宇

　　摘要：本發明提供一種基于移動陽極的超臨界復合電鍍工具鉆頭方法，該方法的主要步驟包括：對鉆頭的基體材料進行預處理，使之具備電沉積納米復合鍍層的能力；向反應器中加入配置好的電鍍液，密封后，通入CO2氣體，加入表面活性劑，形成超臨界條件下的電鍍體系；設定滿足電沉積要求的電流、溫度和機械攪拌速度等參數；調節陰陽極之間的相對位置，設定陽極移動速度和行程，接通電源，使納米復合鍍層能完好地沉積到作為陰極主體的被加工鉆頭表面；將電沉積后的鉆頭取下洗凈，得到表面具有高性能復合納米鍍層的鉆頭。本發明的方法制得的鉆頭表面組織細密，耐磨性和硬度都有較大提升，使用壽命增加。 　　主權利要求：1.一種基于移動陽極的超臨界復合電鍍加工鉆頭方法，采用基于移動陽極的超臨界復合電鍍裝置實施；所述的基于移動陽極的超臨界復合電鍍裝置包括反應器（1）、直流電源組件（4）、機械攪拌器（5）、二氧化碳氣體鋼瓶（6）和高壓泵（7）；所述的直流電源組件（4）包括電源（41）、陽極棒（42）和陰極棒（43）；其特征在于：所述的基于移動陽極的超臨界復合電鍍裝置還包括移動陽極組件（2）、驅動組件（3）和作為陰極主體的被加工鉆頭（8）；所述的移動陽極組件（2）包括固定連接板（21）和移動陽極（22）；移動陽極（22）與固定連接板（21）固定連接；驅動組件（3）包括伺服電機（31）、驅動絲杠（32）和連接桿（33）；驅動絲杠（32）內置有與其絕緣的彈性導電線圈；伺服電機（31）與驅動絲杠（32）傳動連接；連接桿（33）的左端與固定連接板（21）固定連接；連接桿（33）的右端與驅動絲杠（32）固定連接；移動陽極（22）通過固定連接板（21）、連接桿（33）、驅動絲杠（32）內置的彈性導電線圈以及陽極棒（42）與電源（41）的正極電連接；被加工鉆頭（8）的上端與陰極棒（43）的下端固定連接并通過陰極棒（43）與電源（41）的負極電連接；所述的移動陽極組件（2）的移動陽極（22）在驅動組件（3）的驅動下，可相對被加工鉆頭（8）上下向往復運動；所述的移動陽極組件（2）的移動陽極（22）設有4個；該4個移動陽極（22）固定設置在固定連接板（21）的四個角部；被加工鉆頭（8）設有4個，該4個被加工鉆頭（8）與4個移動陽極（22）分別對應各設置1個；加工鉆頭的方法，包括以下步驟：①對被加工鉆頭（8）的基體進行預先化學鍍處理，在被加工鉆頭（8）的基體表面鍍上一層易于進行電沉積的金屬；②將配置好的含納米硬質顆粒和復合添加劑的二元體系電鍍液加入反應器（1）中，固定作為陰極主體的被加工鉆頭（8）；調節移動陽極組件（2）的移動陽極（22）的位置使得移動陽極（22）可相對于被加工鉆頭（8）上下移動；所述的電鍍液為含硫酸鎳和氯化鎳的鎳鹽溶液；納米硬質顆粒為直徑30～60nm的金剛石納米顆粒；復合添加劑為由十二烷基類化合物和醚類化合物組成的添加劑；③向反應器（1）中通入二氧化碳氣體，控制反應器（1）內的溫度在35～70℃、壓力在8～20MPa的范圍內，形成以超臨界二氧化碳乳化液為載體的三元電鍍體系；④設定移動陽極（22）相對于作為陰極主體的被加工鉆頭（8）上下移動最大單向行程為5cm；采用勻速或簡諧運動的移動方式，平均速度控制在1-20mm/s；電沉積時間為1-3小時；在機械攪拌器（5）的攪拌輔助下得到納米復合鍍層；⑤電沉積完畢，通過后處理，得到所需性能要求的具有納米復合鍍層的鉆頭。