529000江门市粉末冶金厂有限公司何康
主题词永磁铁氧体大R磁瓦电镀金刚石砂轮仿形边缘效应
ABSTRACT This paper mainiy introduced the manufacturing technigue of the diamond wheei for grinding ferrite mag-nets arcs with big radius.In view of the shape characteristics of the cambered-surfaced wheei，a series of technicai processes are utiiized to ensure the homogeneity of the eiectropiating，which heip to make the products fit customer’s specification reguire-ment after grinding.
KEYWORDS ferrite magnet arcs with big radius，eiectropiated diamond wheei，profiie modeiiing borderiine effect
I前言
当前，在世界范围内，永磁铁氧体是产量最高的一种永磁材料，无论工业和日常生活中都得到了广泛的应
用，使用量日益增加，特别是发电机、马达等需要提供恒定磁场的瓦类产品，近期国际市场异常活跃，例如象世界著名的电机公司—日本方宝至、三美以及香港的德昌都在珠江三角洲设立生产基地，而且不断在追加投资。铁氧体磁瓦是直流电机中主要的电子配件，它的加工装配精度直接影响着马达的质量，尤其是大R（半径超过50mm以上）磁瓦的尺寸要求就更加严格了。通常采用电镀的方法来制造平行带弧金刚石砂轮（凸弧、凹弧）用于磁瓦内、外弧面的成型磨削。电镀金刚石砂轮具有基体强度高，磨粒把持力高，形状保持好，磨削效率高等特点。但制造电镀金刚石砂轮是一个复杂的过程，电镀砂轮的精度和镀层质量受诸多因素的影响往往达不到使用要求，尤其是形状特异的大型弧面砂轮，受边缘效应的影响，R尺寸超过50mm以上的很难控制磨削后产品的尺寸精度。本人采用电镀Ni—Co合金电镀液工艺技术，并通过“仿形阳极”，“仿形上砂圈”，
“辅助阴极”等一系列工艺手段，成功地研制出磨削大R磁瓦的电镀金刚石砂轮，磨轮精度可控制在R10.05mm，并已大批量投入了生产。
I电镀金刚石砂轮的制备工艺
2.l砂轮基体
砂轮基体是电镀中的阴极，金属镀层能否完整而又均匀地覆盖在基体表面上以及基体能否结合得牢固，与基体的几何形状，表面状况有密切关系。
我们采用45#钢经锻、车、铣等工序加工成符合l5mm，如图l
。
图l W55（内外）砂轮基体简图
砂轮成型刀经线切割加工后，在英国VB—400投影仪上确定其准确性。
2.2镀前处理
砂轮基体必须进行特别严格的镀前处理来增加结合力，我们采用的预处理工序为：碱液去油—酸洗—绝缘处理—上夹具—丙酮刷洗—电化学去油—阳极活化—带电入槽。
2.3空镀
电镀液采用普通Ni—Co合金镀液，电镀槽中的阳极镍板加工成弧形状。
砂轮基体带电入槽后，即刻进行大电流冲击，来提高覆盖能力，增加底层与基体的结合面积，并利用得到平整光滑的镀层，为随后上砂打下良好基础。具体空镀操作为冲击电流密度2—3A/dm2，时间0.5-l小时。
2.4上砂
由于砂轮基体形状复杂、重量重，尺寸精度高，因
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3
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《金刚石与磨料磨具工程》
l20#，
使用前经严格的表面净化及亲水处理。所用的上砂圈由2mm 厚硬质聚氯乙烯板经加热变软制成圆环形弧面状，接口不焊死，以便脱砂，砂圈表面尽可能地多钻些3—5mm 的小孔，用尼龙布将上砂圈表面单层包扎。由于砂轮基体R 尺寸大，外径砂轮（凹弧）的弧底面不易上到砂，而两个边缘部分砂子会很厚；内径砂轮（凸弧）的弧顶面很容易发生“烧焦”现象，因此为确保上砂均匀，我们也采用了仿形上砂圈。上砂时，先将电流密度调低到0.5A/dm 2，把上砂圈装卡在吊架底盘的槽中，用线缝住接口，然后用小勺将砂子置于预镀过的基体与上砂圈之间的空隙中填满，保持30分钟左右，即可卸砂，卸砂时要特别小心，缓缓地将砂轮从镀槽中取出放入一塑料盆中，解开砂圈，用镀液冲掉多余的砂子，弧面便可均匀地粘住一层金刚石。外径砂轮电镀装置如图2示。镀内径砂轮时将仿形阳极镍板调转方向，
同时更换相应的内径砂轮仿形上砂圈。
l -镀槽；2-仿形阳极镍板；3-仿形上砂圈；4-砂轮基体；5-吊架
图2
外径砂轮电镀装置示意图
2.5
加厚
上砂完成后进行长时间的加厚镀，电流密度为l.0-l.2A/dm 2
，
为了防止电力线的边缘效应，我们采用防护阴极法，即在电镀增厚l 小时后，用两条l/4弦长宽的塑料圈箍住外径砂轮的两个边；带圈镀2个小时后。脱圈，继续加厚直到镀层达到金刚平均粒径的70%~80%为止。内径砂轮则用l/2弦长宽的塑料圈护住圆弧顶部分。3磨削试验3.l
试验条件
!磨床：
串联通过式R 磨床"工件材料（美国埃乐公司产品）：永磁铁氧体磁瓦
W56（Rl09.310.05-R92.l 10.05）>88.3910.2
#砂轮：电镀金刚砂轮W55和W563.2
试验结果
3.2.l 投影尺寸
磁瓦经上机磨削后，用英国VB —400型投影仪检测结果如表l 。
表1
W 55、W 56磁瓦R 投影结果
检测位置
投影结果
香港演员金刚NO.l NO.2NO.3NO.4NO.5W55外R （mm ）96.26896.26596.2l096.28096.283内R （mm ）
69.l98
69.2l0
69.l83
69.l69
69.2l5
W56外R （mm ）l09.350l09.343l09.32l l09.35l l09.338内R （mm ）
92.l30
92.l26
92.l62
92.l46
92.l42
3.2.2使用寿命：
按砂轮磨削加工余量单边0.5mm 计，可磨削磁瓦在l0万件以上，接近于进口砂轮的质量。4
结论
采用传统的Ni —CO 合金电镀液技术工艺，将镍阳极以及上砂圈做成弧面形，保证了上砂的均匀性，避免了外径砂轮两边砂子偏厚，内径砂轮弧顶处易“烧焦”的现象。在砂轮增厚电镀过程中，采用了保护阴极法，使得电镀层各处厚度一致。本文所研制的磨削大R 磁瓦电镀砂轮具有稳定良好的磨削性能，几何尺寸可控制在10.05mm 范围，能够满足客户的使用要求，大R 铁氧体磁瓦已大量出口到美国、台湾、香港等世界各地。
参
考
文
献
l 袁公昱主编，
人造金刚石合成与金刚石工具制造.中南工业大学出版社.l9922王秦生等编，超硬材料制造.郑州工业高等专科学校教材3李根生等，金刚石与磨料磨具工程.200l ，l ：22—23
4
周文运编，永磁铁氧体和磁性液体设计工艺.电子科技大学出版社.l99l
作者简介：何
康（l966年—）男，l989年7月毕于中
南工业大学粉末冶金专业，工学学士，工程师。一直从事超硬材料制品的开发和研制工作。目前担任江门市粉末冶金厂有限公司金刚砂轮厂厂长。
（收稿日期：200l -0l -l0）
（编辑：王孝琪）
·73·2002.l
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