An Zhibo,Jin Zhuji*,Jiang Guannan,et al.Electrodeposition process of nickel-tungsten alloy coating for polishing diamond[J].Plating & Finishing,2023,(1):71-79.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2023.01.011]
金刚石抛光用镍钨合金镀层的电镀制备工艺
- Title:
- Electrodeposition process of nickel-tungsten alloy coating for polishing diamond
- 分类号:
- TQ153.2
- 文献标志码:
- A
- 摘要:
- 采用脉冲电镀的方法快速制备耐磨损的超厚镍钨合金镀层，用以摩擦化学抛光金刚石，以实现金刚石的快速去除。采用正交实验研究了脉冲频率、平均电流密度、占空比对镀层组分、显微硬度、内应力和沉积速率的影响。最终在脉冲频率 200 Hz 、平均电流密度 9 A/dm 2 和占空比 0.8 的条件下制备了显微硬度 472.76 HV 、内应力 80.11 MPa 、厚度为 0.35 mm 的镍钨合金镀层。经金刚石摩擦化学抛光实验验证，制备的镍钨合金抛光盘具有优异的抛光性能，相较于铸铁抛光盘，镍钨合金抛光盘具有更高的金刚石去除率（ 0.71 μ m/min ）、更低的磨损量（ 0.16 g ）和磨削比（ 94.25 ）。
- Abstract:
- ： The pulse electrodeposition was used to develop the wear-resistant thick nickel-tungsten alloy which is used to dynamic friction polish diamond to realize rapid removal. The effects of pulse frequency ， average current density and duty cycle on tungsten content ， micro-hardness ， internal stress and deposition rate were studied by orthogonal experiment. Finally ， the nickel-tungsten alloy coating with hardness of 472.76 HV ， internal stress of 80.11 MPa and thickness of 0.35 mm were fabricated under the deposition conditions of the pulse frequency of 200 Hz ， the average current density of 9 A/dm 2 and the duty cycle of 0.8. The dynamic friction polishing diamond experiments showed that the nickel-tungsten alloy polishing disc had excellent polishing performance. Comparing with cast iron polishing disc ， the nickel-tungsten alloy polishing disc had higher diamond removal rate （ 0.71 μ m/min ）， lower wear loss （ 0.16 g ） and wear ratio （ 94.25 ） .
参考文献/References:
[1] Suzuki K, Iwai M. High efficiency polishing of PCD with rotating metal disc[J]. Proceedings of ISAAT, 2001, 2001: 231-238.
[2] Chen Y, Zhang L C, Arsecularatne J A, et al. Polishing of polycrystalline diamond by the technique of dynamic friction, part 1: Prediction of the interface temperature rise[J]. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2006, 46(6): 580-587.
[3] 苑泽伟 , 金洙吉 . 利用化学和机械协同作用的 CVD 金刚石抛光机理与技术 [J]. 机械工程学报 , 2014(10): 182.
[4] 林佳志 , 金洙吉 , 史双佶 , 等 . 金刚石抛光用钨合金的热压烧结 [J]. 中国有色金属学报 , 2015, 25(3): 682-689.
[5] 张雪辉 , 林晨光 , 崔舜 , 等 . 钨及其合金涂层的研究现状 [J]. 兵工学报 , 2013, 34(3): 365-372.
[6] 何跃林 . 功能性超厚镍铁合金电镀工艺的研究 [J]. 电镀与涂饰 , 2002(2): 1-3.
[7] Allahyarzadeh M H, Aliofkhazraei M, Rezvanian A R, et al. Ni-W electrodeposited coatings: Characterization, properties and applications[J]. Surface and Coatings Technology, 2016, 307: 978-1010.
[8] Haseeb A S M A, Albers U, Bade K. Friction and wear characteristics of electrodeposited nanocrystalline nickel-tungsten alloy films[J]. Wear, 2008, 264(1-2): 106-112.
[9] 陈颢 , 羊建高 , 李金辉 , 等 . 电沉积晶态钨基合金镀层组织及磨损性能 [J]. 粉末冶金材料科学与工程 , 2014, 19(4): 553-558.
[10] 王建丽 , 李光强 , 朱诚意 , 等 . 表面改性技术在连铸结晶器上的应用进展 [J]. 电镀与涂饰 , 2005(12): 58-62.
[11] 韩成府 , 许培鑫 , 马伟伟 , 等 . H13 钢激光熔覆 Ni60A/WC 复合涂层的硬度及耐磨性研究 [J]. 材料保护 , 2021, 54(12): 90-96.
[12] 史双佶 . 金刚石摩擦化学抛光用抛光盘制备及抛光机理研究 [D]. 大连 : 大连理工大学 , 2016.
[13] 李延伟 , 黄晓曦 , 杨哲龙 , 等 . 镀镍层内应力及其测量方法 [J]. 电镀与环保 , 2011, 31(1): 4-7.
[14] 李云峰 . 电镀层的内应力 [J]. 电镀与精饰 , 1982(2): 18-25.
[15] 刘学武 . 高频脉冲电镀镍钴合金内应力、形貌和结构及耐磨性的研究 [D]. 北京 : 北京交通大学 , 2014.
[16] 刘爽 . 镍钨合金电沉积工艺研究 [D]. 哈尔滨 : 哈尔滨工业大学 , 2016.
[17] 孔军 . 高速摩擦抛光金刚石用抛光盘的研制 [D]. 大连 : 大连理工大学 , 2013.
[18] 李林超 , 胡会利 , 刘爽 . 硫酸盐体系电沉积镍钨合金工艺研究 [J]. 表面技术 , 2017, 46(7): 85-90.
[19] Vamsi M V N, Wasekar N P, Sundararajan G. Influence of heat treatment on microstructure and mechanical properties of pulse electrodeposited Ni-W alloy coatings[J]. Surface & Coatings Technology, 2017, 319: 403-414.
[20] 陈钧武 , 何士桓 , 等 . 电铸原理与工艺 [M]. 北京 : 化学工业出版社 , 2010.
[21] Mizushima I, Tang P T, Hansen H N, et al. Residual stress in Ni-W electrodeposits[J]. Electrochimica Acta, 2006, 51(27): 6128-6134.
[22] Ziebell T D, Schuh C A. Residual stress in electrodeposited nanocrystalline nickel-tungsten coatings[J]. Journal of Materials Research, 2012, 27(9): 1271-1284.
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[1]王昱开*.不锈钢工具电镀金刚石工艺研究[J].电镀与精饰,2021,(3):6.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2021.03.002]
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[2]陈汉斌,夏江冰,龚 政,等.电沉积镍钨合金多层膜耐蚀性能研究[J].电镀与精饰,2023,(1):1.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2023.01.001]
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[3]吴定雨*,戚燕杰,易良成,等.doi: 10.3969/j.issn.1001-3849.2025.01.007 金刚石无钯活化化学镀镍工艺研究[J].电镀与精饰,2025,(01):42.
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备注/Memo
收稿日期： 2022-03-16 修回日期： 2022-04-02 作者简介： 安志博（ 1997 ―），男，硕士研究生， email ： 1393222693@qq.com * 通信作者： 金洙吉， email ： kimsg@dlut.edu.cn?/html>