电镀镍-铁金刚石钻头配方与工艺研究.pdf

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1、2011年2月第1期金刚石与磨料磨具工程Feb．2011第30卷总第181期Diamond＆AbrasivesEngineeringNo．1Vo1．30Seria1．181文章编号：1006～852X(2011)叭一0015一O5电镀镍一铁金刚石钻头配方与工艺研究孙仲呜杨洋杨凯华(中国地质大学，武汉430074)摘要国内采用镍一铁合金作为电镀金刚石钻头的胎体材料仍处于试验研究中。本文详细介绍了镍一铁合金镀液的主要成分及其作用，试验分析了电镀工艺对镀层质量的影响，采用正交回归试验设计方法对胎体成分与性能间的变化规律进行了试验研究。结果表明镍一铁合金镀层

2、是电镀金刚石钻头的较理想的胎体材料。通过调整镀液成分及其含量和改变5--艺参数，可以获得不同硬度与耐磨性的镍一铁镀层，可以满足电镀金刚石钻头的要求。依据研究结果试制了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，平均时效达到1．87m／h，钻头平均寿命达到45．9m，取得了较好的钻进效果。关键词镍一铁合金；电镀；金刚石钻头中图分类号TG74；TQ164文献标识码ADOI编码10．3969／j．issn．1006—852X．2011．01．004Studyontheformulaandtechnologyofelectroplatednic

3、ke1．．irondiamondbitSunZhongmingYangYangYangKaihua(ChinaUniversityofGeosciences，Wuhan430074，China)AbstractTheapplicabilityofnickel—ironalloyasthematrixmaterialofelectroplateddiamondbitisstillanongoingresearch．Theessentialcompositionsandtheirfunctionsof’thenickel—iron-platingbath

4、aredemonstratedinthispaper．Theeffectofelectroplatingtechnologyoncoatingqualitywasinvestigatedthroughexperimentsaswel1．Orthogonalregressionmethodwasusedindesigningtheexperimentstostudvthevariationlawbetweenmatrixcompositionsandmatrixperformances．Theresultsindicatethatthenickel—i

5、r0na11ovdepositisanidealchoiceasthematrixmaterialofelectroplateddiamondbit．Diferentkindsofnicke1．ironcoatingswithdifferentmatrixhardnessandwearresistancecanbeobtainedbyadjustingtheformu1a0ftheplatingsolutionandthetechnologicalparameters，whichsatisfiestherequirementsoftheelectro

6、plateddiamondbit．TwodiamondbitsweremadeusingtheproposedelectroplatingbathandweretestedinindoorexDerimentsfordrillingthesyenite。graniteranked8～9．Theaveragedrillingspeedis1．87m／handtheaverageseniceljfe；S45．9m．Keywordsnickel·ironalloy；electroplating；diamonddrillingbit的镍一铁合金镀层。从资料中

7、得知，镍一铁合金电镀0前言已经得到应用，镍一铁合金镀层中含铁量可达15％～普通电镀镍溶液中铁是有害杂质。但是，试验研35％(质量分数，下同)，以廉价的铁代替镍，可降低成究中发现，电镀中镍与铁并不是不相容的，在一定的工本。镍一铁合金镀层的性能便于调整，通过调整镀液艺条件下，通过添加一定的添加剂可以获得效果良好中铁的含量，可以调整镀层的硬度与耐磨性；镀层中随16金刚石与磨料磨具工具总第181期着铁含量提高，镍一铁合金的硬度和耐磨性随之提高。值上升，这时硼酸中的氢会离解出来，补充溶液中氢离在我国电镀金刚石钻头已有40余年的历史，采用子的不足，稳定阴极膜中的

8、pH值，防止产生氢氧化镍较多的胎体材料是镍一钴合金和镍锰合金，其性能显和氢氧化铁。得有些单一，镍一钴合金的成