[发明专利]一种电火花加工金刚石用铜镍复合电极及其制备方法

说明书

本发明公开了一种电火花加工金刚石用铜镍复合电极及其制备方法，属于电解或电泳工艺技术领域，其包括导电金属基体，其特征在于：导电金属基体上设有复合镀层，复合镀层至少位于导电金属基体的工作面上，复合镀层由铜和镍两种元素形成的无限固溶体构成，镍在复合镀层中的质量百分含量为25~35%，其余为铜。此电极一方面既保证了工具电极良好的导电导热性能，确保电火花加工效率，另一方面提高了电极自身腐蚀电位，减低其损耗，从而提高其成型加工质量；另外镍高温高压下可以将金刚石催化转化为石墨，改变以往利用巨大的爆炸力将金刚石颗粒崩碎的现象，使得金刚石的成型端面更加平整。

技术领域

本发明属于电解或电泳工艺技术领域，具体涉及一种电火花加工金刚石用铜镍复合电极及其制备方法。

背景技术

金刚石具有硬度高、耐磨和耐腐蚀等优异特性，其莫氏硬度高达10，被大家公认为自然界中硬度最高的已知材料，并且作为半导体材料具有宽禁带(5.5eV)、高载流子迁移率(3800cm2/Vs)、高热导率(22W/cm)、低介电常数(～5.7)以及高的耐辐射性能。因此可以作为许多领域的优选材料，然而优异的硬度与耐磨耐蚀性也给金刚石的加工带来了困难，从而加剧了人们对金刚石加工技术的需求。

近年来，随着电火花加工技术的发展，人们开始研究将电火花加工技术应用于金刚石，中国实用新型专利201520833572.8就公开了一种聚晶金刚石用电火花加工装置。在目前的电火花加工金刚石的过程中，存在工具电极损耗严重，金刚石成型精度差的问题，影响其加工质量，严重限制了电火花技术在加工金刚石上的应用范围。

因此，研发一款高精度电火花工具电极是金刚石加工行业亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电火花加工金刚石用铜镍复合电极及其制备方法，能够提高金刚石的成型质量。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：设计一种电火花加工金刚石用铜镍复合电极，包括导电金属基体，其特征在于：导电金属基体上设有复合镀层，复合镀层至少位于导电金属基体的工作面上，复合镀层由铜和镍两种元素形成的无限固溶体构成，镍在复合镀层中的质量百分含量为25~35%，其余为铜。

优选的，所述无限固溶体为椭球状颗粒，粒径小于4μm。

优选的，所述导电金属基体为铜或者铜合金。

本发明还提供了一种电沉积制备上述电极的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1) 处理导电金属基体表面：依次用目数由粗到细的金相砂纸打磨导电金属基体表面，再进行金相抛光，然后清洗除油，最后做成电极放干燥处备用；

(2) 处理阳极材料：将磷铜板作为阳极材料，用金相砂纸进行打磨，然后清洗除油、吹干，做成电极备用；

(3)配制电镀溶液：将可溶性镍盐、可溶性铜盐、润湿剂、络合剂和阳极活性剂按摩尔比为0.1～0.5:0.03～0.1:3×10^-4～8×10^-4:0.2～0.3:8×10^-3～1×10^-2进行混合得混合液，用氢氧化钠或者硫酸调节混合液的pH值为3～6，制得电解液；

(4)恒电流模式下电沉积：将步骤(1)处理的导电金属基体作为阴极，步骤(2)处理的磷铜板作为阳极，在处于搅拌状态的步骤（3）制得的电解液中以阴极电流密度为0.5A～5A/dm²的恒电流下沉积15～60min，制得铜镍复合电极。

优选的，步骤(3)中，所述可溶性镍盐为硫酸镍或/和硝酸镍；所述的可溶性铜盐为硫酸铜或/和硝酸铜。

优选的，步骤(3)中，所述润湿剂是十二烷基硫酸钠或聚乙二醇。