一种高精度异型砂轮的复合镀制造方法技术领域
本发明涉及砂轮及制造领域，具体讲是一种高精度仿形砂轮及制造方法，主要用
于液压泵定转子、变速箱齿轮、减速机齿轮、风能发电增速机齿轮、工业空气压缩机蜗杆等
成型磨削领域应用。
背景技术
对于复杂加工面的精密磨削，电镀砂轮与青铜磨具砂轮和树脂磨具砂轮相比有着
结合力强，气孔率低等独特的优势。然而由于磨料的不等高性和电镀时的尖端效应，造成其
在生产时不可避免的产生一些细微偏差，而未能达到现在科学要求的微米级级别；虽然有
电镀滚轮的成熟工艺，但它的操作复杂，生产周期长，对于一些较复杂的型面很难保证一次
性成品率。现迫切需要高精度砂轮的一次成型技术已经提到了研究议程，本发明解决了上
述砂轮所面临的问题，对于复杂曲面砂轮的制造提供了一种有效的解决方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高精度异型砂轮
的复合镀制造方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高精度异型砂轮的复合镀制造方法，其特征在于，包括以下步骤：基体及磨料
的准备、磨料的镀前处理、电镀液的配制、基体镀前处理和预镀、模腔植砂、化学镀的加厚、
镀后的钝化处理、检验和包装；
电镀液成分包括：七水硫酸镍260～270g/L、七水硫酸钴8～10g/L、一水硫酸锰1.0
～1.1g/L、六水氯化镍30～35g/L、硼酸38～42g/L、1,4-丁炔二醇0.6～0.8g/L、糖精1.2～
1.5g/L、烯丙基磺酸钠0.8～1.0g/L、丙烷磺酸吡啶鎓盐0.4～0.5g/L、998A稀土镀镍添加剂
0.4～0.5g/L、C12H25SO4Na 0.10～0.15g/L、温度43～45℃、pH4.4～4.6和电流密度0.5～
1.0A/dm2。
优选地，所述磨料的镀前处理为：
a、采取共振筛选使所选磨料晶型尺寸一致，确保镀层磨料均匀平整；
b、进一步对所选磨料选磁处理；
c、消磁完毕后用50％硝酸和50％氢氧化钠各煮沸1小时，再用去离子水冲洗至中
性；
d、最后用镍钴锰电镀液浸泡磨料，浸泡时间为12小时，以增加磨粒的浸润性。
优选地，所述电镀液的配制：在搅拌状态下将主盐用温水溶解加入镀槽，所用温水
的水温为40℃～45℃，采用双氧水—活性炭联合处理，镀液过滤后加入各种添加剂混合均
匀，调整pH 4.4～4.6。
优选地，所述基体镀前处理和预镀：基体进行除油、酸洗、电解、弱侵蚀联合处理，
并迅速带电入槽进行预镀，预镀电流控制在0.8-1A/dm2。
优选地，所述模腔植砂：采用塑料仿形模腔进行植砂，并运用超声波的空化作用可
使模腔中的磨粒定向分布，以达到磨粒在镀层上的分布等高均匀致密，其中超声波的频率
为48-53赫兹。
优选地，所述镀后的钝化处理：用钝化液对砂轮浸泡处理，目的提高镀层的抗氧化
性及耐蚀能力。最后用蒸馏水冲洗干净后放入烘箱处理2小时，烘箱的温度为，180～200℃，
以消除氢脆现象进一步提高镀层的结合力改善砂轮的整体力学性能。
本发明的优点在于：
本发明采用复合镀层为基质的金属镀层，与镍钴合金镀层相比硬度(HRC)增加了
一倍，提高了镀层的耐磨性能。
采用模腔电镀植砂，砂层均匀性较易控制；砂层单薄一致性强，有助于均匀镀液的
液相传质，从而有效避免了镀层中的针孔及叠砂，为保证砂轮的一次性上砂成型提供了一
种可靠的解决方法。
超声波的空化定向排列作用有助于使磨料等高趋于一致性，为使砂轮的整体精度
和耐磨性提高了一个台阶。复合镀砂轮可以高度仿形，磨料成型面一致性可达95％以上，等
高性强，能够使磨料最大限度的同时参与磨削，提高了磨削效率；同时也保证了在不断的磨
削状态下砂轮曲面形状不发生变化，确保了砂轮的磨削精度。从而极大的延长了砂轮的使
用寿命。
化学镀液的加厚速率具有各向一致性，采用基体转动和流动着的化学镀液加厚镀
层，可以确保镀层的厚度均匀一致，避免了电镀过程中的尖端效应。
钝化剂的钝化作用可以有效避免砂轮在运输、存放和使用过程中的氧化现象，提
高了镀层的抗腐蚀能力，保证了砂轮镀层在整个使用周期都具有良好的力学性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明
进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于
限定本发明。
在电镀上砂过程中采用仿形的模腔进行植砂，并有超声波的空化作用使砂粒定向
进行排列；随后用化学镀进行加厚镀，保证了砂轮上砂粒整体埋入率的一致性。制造出的砂
轮磨削效率高，形状尺寸控制可达微米级。
本发明提供的一种高精度异型砂轮的复合镀制造方法，包括以下步骤：基体及磨
料的准备、磨料的镀前处理、电镀液的配制、基体镀前处理和预镀、模腔植砂、化学镀的加
厚、镀后的钝化处理、检验和包装。
化学镀液对上砂基体加厚以确保镀层致密均匀，以避免电镀加厚过程中的尖端效
应影响，同时增强了镀层的结合力。
电镀液成分包括：七水硫酸镍260～270g/L、七水硫酸钴8～10g/L、一水硫酸锰1.0
～1.1g/L、六水氯化镍30～35g/L、硼酸38～42g/L、1,4-丁炔二醇0.6～0.8g/L、糖精1.2～
1.5g/L、烯丙基磺酸钠0.8～1.0g/L、丙烷磺酸吡啶鎓盐0.4～0.5g/L、998A稀土镀镍添加剂
0.4～0.5g/L、C12H25SO4Na 0.10～0.15g/L、温度43～45℃、pH4.4～4.6和电流密度0.5～
1.0A/dm2。
上述成分本方案优选为：七水硫酸镍265g/L、七水硫酸钴9g/L、一水硫酸锰1.0g/
L、六水氯化镍33g/L、硼酸40g/L、1,4-丁炔二醇0.7g/L、糖精1.3g/L、烯丙基磺酸钠0.9g/L、
丙烷磺酸吡啶鎓盐0.5g/L、998A稀土镀镍添加剂0.45g/L、添加剂A 24g/L、添加剂B2.5g/L、
C12H25SO4Na 0.13g/L、温度T 44℃、pH 4.5和电流密度ic0.8A/dm2。
所述磨料的镀前处理为：
a、采取共振筛选使所选磨料晶型尺寸一致，确保镀层磨料均匀平整；
b、进一步对所选磨料选磁处理；
c、消磁完毕后用50％硝酸和50％氢氧化钠各煮沸1小时，再用去离子水冲洗至中
性；
d、最后用镍钴锰电镀液浸泡磨料，浸泡时间为12小时，以增加磨粒的浸润性。
所述电镀液的配制：在搅拌状态下将主盐用温水溶解加入镀槽，所用温水的水温
为40℃～45℃，采用双氧水—活性炭联合处理，镀液过滤后加入各种添加剂混合均匀，调整
pH 4.4～4.6。
所述基体镀前处理和预镀：基体进行除油、酸洗、电解、弱侵蚀联合处理，并迅速带
电入槽进行预镀，预镀电流控制在0.8-1A/dm2。
所述模腔植砂：采用塑料仿形模腔进行植砂，并运用超声波的空化作用可使模腔
中的磨粒定向分布，以达到磨粒在镀层上的分布等高均匀致密，其中超声波的频率为48-53
赫兹，本方案优选为50赫兹。
所述镀后的钝化处理：用钝化液对砂轮浸泡处理，目的提高镀层的抗氧化性及耐
蚀能力。最后用蒸馏水冲洗干净后放入烘箱处理2小时，烘箱的温度为，180～200℃，以消除
氢脆现象进一步提高镀层的结合力改善砂轮的整体力学性能。