近年來，固定金剛石線在光伏硅晶切片加工領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)松散磨料線鋸相比，該技術(shù)通過復(fù)合鍍層[1-2]、樹脂結(jié)合劑[3-4]或釬焊工藝[5-6]將金剛石磨料固結(jié)于鋼絲基體表面[7]，在加工效率、切割精度、切縫損失控制、環(huán)保性等方面均展現(xiàn)出突破性提升[8]。其應(yīng)用范圍已從硅晶體切割[9-14]拓展至SiC晶體[15-18]、磷酸二氫鉀（KDP）晶體[19]、藍(lán)寶石[20-22]及光學(xué)玻璃[23]等硬脆材料加工領(lǐng)域。

根據(jù)生產(chǎn)工藝，固定金剛石線可分為電鍍金剛石線（見圖1）、樹脂金剛石線和釬焊金剛石線。樹脂金剛石線成本較低，但其應(yīng)用受限于結(jié)合劑的熱穩(wěn)定性和耐磨性[24]；釬焊金剛石雖能實(shí)現(xiàn)較高的結(jié)合強(qiáng)度，但高溫工藝對(duì)芯線力學(xué)性能的影響極為不利[25]，因此更適用于大直徑線材。相比之下，電鍍金剛石線憑借其優(yōu)異的界面結(jié)合強(qiáng)度、耐磨性和工藝適應(yīng)性，已成為當(dāng)前行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)方向[26]。其制備工藝主要包括預(yù)鍍、復(fù)合電鍍和加厚鍍3個(gè)關(guān)鍵工序，其中復(fù)合電鍍直接決定了金剛石磨料的固結(jié)均勻性和鍍層性能， 而電鍍液體系則是該工藝的核心要素。

在復(fù)合電鍍工藝中，基質(zhì)鍍層的選擇及其性能直接影響金剛石線的加工效果，目前以Ni、Cr為基底的復(fù)合鍍層占據(jù)主導(dǎo)地位[27]。其中，Ni基復(fù)合鍍層憑借其高硬度(240~500HV)、穩(wěn)定的化學(xué)性能及成熟的工藝體系，已發(fā)展成為電鍍金剛石線的主流耐磨鍍層[28]。相較而言，Cr基鍍層雖然具有更高的硬度和耐磨性，但其傳統(tǒng)制備工藝依賴含劇毒六價(jià)鉻的電鍍液，存在嚴(yán)重的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)及工藝限制。盡管近年來針對(duì)六價(jià)鉻電鍍替代工藝的研究取得了一定進(jìn)展，但在電鍍金剛石線制造領(lǐng)域仍缺乏系統(tǒng)性研究報(bào)道[29]。因此，本文將重點(diǎn)探討電鍍金剛石線中Ni基鍍液的研究進(jìn)展，探討優(yōu)化鍍液配方與工藝參數(shù)對(duì)鍍層性能提升、生產(chǎn)成本降低及環(huán)保性增強(qiáng)的影響，并引入跨領(lǐng)域鍍層技術(shù)案例以供借鑒，以期為電鍍金剛石線的未來發(fā)展提供理論參考和技術(shù)借鑒。

1、鎳基電鍍金剛石線鍍液

鎳基電鍍液主要由主鹽、配位劑、導(dǎo)電鹽、緩沖劑及添加劑組成[30]。主鹽作為金屬離子源，提供電沉積所需鎳離子；配位劑能夠與金屬離子形成穩(wěn)定絡(luò)合物，調(diào)節(jié)沉積電位以實(shí)現(xiàn)合金共沉積；導(dǎo)電鹽通過提高鍍液電導(dǎo)率促進(jìn)金屬離子遷移；緩沖劑能夠維持鍍液pH穩(wěn)定，避免因pH波動(dòng)影響鍍層性能和和沉積速率。根據(jù)主鹽種類，目前鎳基電鍍液主要分為氯化物型、硫酸鹽型和氨基磺酸鹽型[31]。

1.1氯化物體系

氯化物型電鍍液是以金屬氯化物為主鹽的電鍍液體系，憑借其高導(dǎo)電性和快速沉積特性，在電鍍金剛石線制造領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。日本學(xué)者Chiba等[32]的研究表明，以高濃度氯化鎳為主鹽的氯化物鍍液具有優(yōu)異的陽極活化能力，其工作電流密度最高可達(dá)44.7kA/m2，顯著高于其他體系，能夠?qū)崿F(xiàn)金剛石顆粒的高效包覆與快速沉積。

然而，氯化物型電鍍液所得鎳基鍍層存在明顯的內(nèi)應(yīng)力集中現(xiàn)象，導(dǎo)致鍍層與芯線的界面結(jié)合強(qiáng)度不足[32-33]。鍍層在彎曲過程中容易產(chǎn)生裂紋甚至剝落，限制了其在動(dòng)態(tài)彎曲工況線鋸中的應(yīng)用。針對(duì)這一問題，可通過優(yōu)化添加劑配方、改進(jìn)工藝參數(shù)等手段加以解決[34]。在添加劑研究方面，盡管不同鍍液體系存在差異，但跨體系的技術(shù)思路具有參考價(jià)值。有學(xué)者在電鍍金剛石切割線用氨基磺酸鎳液中添加8~12mL/L香豆素作為應(yīng)力消除劑[35]。該應(yīng)力消除劑可通過調(diào)控鍍層沉積過程，能有效降低鍍層內(nèi)應(yīng)力并提高韌性，進(jìn)而增強(qiáng)鍍層與芯線的結(jié)合強(qiáng)度。在工藝參數(shù)優(yōu)化層面，Kolle等[36]的研究表明，通過調(diào)整脈沖電源的頻率和電流密度可以最大限度地降低鍍層的殘余應(yīng)力，而無需另外加入添加劑。

1.2硫酸鹽體系

硫酸鹽鍍液體系具有成本低、化學(xué)性能穩(wěn)定及鍍層內(nèi)應(yīng)力小等優(yōu)勢(shì)[28]。研究表明[37]，電鍍液成分濃度、電流密度、金剛石質(zhì)量濃度、上砂時(shí)間及加厚時(shí)間等工藝參數(shù)對(duì)顆粒嵌入效率與鍍層均勻性具有決定性作用。

呂世強(qiáng)等人[38-39]以直徑120μm的琴鋼絲為基體，15μm金剛石顆粒作磨料，采用懸浮法上砂工藝制備金剛石線。所用鍍液組成為：利硫酸鎳250g/L，氯化鎳30g/L，硼酸30g/L，十二烷基硫酸鈉0.03g/L，1,4?丁炔二醇0.8g/L。掃描電鏡(SEM)分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)金剛石顆粒質(zhì)量濃度為60~70g/L時(shí)，電鍍金剛石線表面砂量分布較均勻，但密度低，切割效率不高；金剛石顆粒質(zhì)量濃度為80g/L時(shí)上砂量顯著提高，并且分布均勻；金剛石顆粒質(zhì)量濃度為90g/L時(shí)，線鋸表面出現(xiàn)金剛石堆積現(xiàn)象，顆粒的把持力及線鋸的使用壽命明顯降低。張景濤[40]以直徑0.18mm的鍍銅高碳鋼絲為基體，以粒徑W30-40的金剛石顆粒為瓦特體系的磨料，研究了不同參數(shù)對(duì)線鋸上金剛石顆粒分布的影響，得到較優(yōu)的上砂工藝參數(shù)為：電流密度4A/dm²，攪拌速率200r/min，上砂時(shí)間2min，鍍鎳金剛石質(zhì)量濃度30g/L。在較優(yōu)條件下所得電鍍金剛石線的抗拉強(qiáng)度、柔韌性和鍍層結(jié)合強(qiáng)度均滿足要求，將其用于藍(lán)寶石切割時(shí)，切片表面平整，無崩碎現(xiàn)象。

高偉等[41]以直徑0.3mm高碳鋼絲為基體，M20/30至M22/36金剛石微粉為磨料，通過硫酸鹽鍍液和懸浮上砂法制備金剛石線，發(fā)現(xiàn)隨上砂電流密度、時(shí)間、攪拌速率或金剛石微粉濃度增大，電鍍金剛石線表面的金剛石微粉沉積量先增加后趨于平穩(wěn)。較佳的上砂工藝參數(shù)為：電流密度5A/dm²，時(shí)間4min，攪拌速度200r/min，金剛石質(zhì)量濃度30g/L。

杭衛(wèi)明等[42]以直徑0.12mm鍍銅鋼絲為基體，采用8~13μm粒徑的鍍鎳金剛石為磨粒，在由硫酸鎳250g/L、氯化鎳30g/L、硼酸35g/L和1,4?丁炔二醇組成的鍍液中開展懸浮法電鍍實(shí)驗(yàn)。SEM觀察與電化學(xué)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在金剛石質(zhì)量濃度30g/L、溫度45℃的條件下，電流密度為4~5A/dm²時(shí)，鍍層中金剛石分布均勻且結(jié)合力強(qiáng)，高于5A/dm²后，則因析氫劇烈，導(dǎo)致鍍層產(chǎn)生凹坑等缺陷；上砂時(shí)間為5~7min時(shí)，磨粒出刃高度最優(yōu)，少于3min則鍍層表面磨粒密度不足，上砂9min則磨粒埋入過深。在電流密度4~5A/dm²下上砂5~7min所得電鍍金剛石線兼具高磨粒密度與適宜的出刃形態(tài)。

卜麗麗[43]以直徑115μm鍍黃銅鋼絲為基體，粒徑15~20μm鍍鎳磷金剛石為磨粒，運(yùn)用硫酸鹽體系鍍液制備電鍍金剛石線，研究了在較優(yōu)工藝條件下不同添加劑對(duì)上砂效果的影響。結(jié)果表明，PPS(丙烷磺酸吡啶嗡鹽)可有效抑制金剛石微粒團(tuán)聚，但濃度過高會(huì)阻礙共沉積；CTAB(十六烷基三甲基溴化銨)既能分散微粒又不會(huì)影響鍍層結(jié)合力；CTAB與PPS協(xié)同作用可顯著提升上砂效率和分布均勻性；糖精兼具消除內(nèi)應(yīng)力和細(xì)化晶粒的雙重功效，使鍍層更致密平整。較優(yōu)的添加劑組合為：PPS150mg/L，CTAB100mg/L，糖精0.7g/L。制備的線鋸金剛石分布均勻、線徑偏差小，鍍層結(jié)合緊密，磨粒把持力高，滿足實(shí)際切割需求。

Dai等[44]研究了硫酸鹽鍍液中1,4?丁二醇質(zhì)量濃度對(duì)電鍍金剛石線性能的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，1,4?丁二醇質(zhì)量濃度為0.3g/L時(shí)，鍍層與基體結(jié)合最緊密，硬度最高達(dá)427MPa，用于切割玻璃時(shí)磨損量最低。該研究表明通過優(yōu)化鍍液添加劑用量可顯著提升線鋸的耐磨性和使用壽命，為光伏行業(yè)電鍍金剛石線性能優(yōu)化提供了重要依據(jù)。

張遼遠(yuǎn)等[37]以直徑5mm的45鋼為基體制備電鍍金剛石線，通過單因素實(shí)驗(yàn)研究不同因素對(duì)沉積速率、金剛石微粉含量和埋入深度、結(jié)合力的影響，得到較佳的工藝為：鎳鹽質(zhì)量濃度為200g/L，pH4.5~5.0，電流密度2~3A/dm²，溫度40~50°C，攪拌時(shí)間2~3min。在該條件下所得電鍍金剛石線經(jīng)400°C保溫1h再水冷后不掉皮，錘擊時(shí)金剛石微粒不脫落，能夠在超聲波和交變載荷條件下穩(wěn)定工作。

高偉等[45]采用直徑0.3mm琴鋼絲為基體，以38μm粒徑的金剛石為磨料，通過瓦特型鍍液和埋砂法制備電鍍金剛石線鋸。結(jié)果表明，預(yù)鍍電流密度過低會(huì)導(dǎo)致鍍層結(jié)晶粗糙且易彎曲龜裂，過高則會(huì)引發(fā)鍍層剝離；上砂電流密度過低會(huì)使鍍層結(jié)晶粗糙并產(chǎn)生較多裂紋，過高則會(huì)導(dǎo)致鍍層燒焦；上砂時(shí)間過長會(huì)導(dǎo)致金剛石密度過大，出刃高度不均及鋸絲直徑增大，同時(shí)因鎳含量較低而削弱把持力；加厚鍍時(shí)間過短會(huì)使顆粒埋入過淺易脫落，過長則使顆粒深埋，切割能力下降。較佳的工藝條件為：鍍液溫度35℃、pH4.5，預(yù)鍍1.5A/dm²×10min，上砂鍍2.0A/dm²×20min，加厚鍍1.5A/dm²×1.2h，電鍍后200℃熱處理2h。該條件下所得線鋸鍍層結(jié)合力良好，金剛石顆粒分布均勻且埋入深度適中。

綜上所述，通過調(diào)整硫酸鹽體系鍍液成分和工藝參數(shù)及對(duì)金剛石表面進(jìn)行金屬化處理，可顯著改善顆粒分布均勻性和鍍層結(jié)合強(qiáng)度。然而，目前對(duì)于鍍液成分、工藝參數(shù)與鍍層性能之間關(guān)系的研究仍有待深入。

1.3氨基磺酸鹽鍍液

氨基磺酸鹽鍍液具有主鹽溶解度高、鍍層內(nèi)應(yīng)力低和結(jié)合力好等優(yōu)點(diǎn)[46]。李雙紅等[46-48]以60μm高碳鋼絲為基體，8~10μm的鍍鎳金剛石為磨粒，采用氨基磺酸鎳鍍液體系制備電鍍金剛石線，優(yōu)化了預(yù)鍍、上砂及加厚的工藝參數(shù)。在較優(yōu)工藝條件下制備的電鍍金剛石線表面光滑且粗糙度低，可用于切割多晶硅片時(shí)。

馬澤賢等[49]采用氨基磺酸鎳鍍液在60μm超細(xì)絲上進(jìn)行金剛石復(fù)合電鍍，通過正交試驗(yàn)研究了上砂工藝參數(shù)對(duì)金剛石線鋸性能的影響。結(jié)果表明，添加劑體積分?jǐn)?shù)是影響脆斷次數(shù)、上砂量及堆積直徑的關(guān)鍵因素，上砂量及堆積直徑與線鋸脆性呈正相關(guān)，它們都顯著影響金剛石線鋸的使用壽命。當(dāng)添加劑體積分?jǐn)?shù)為0.03~0.04mL/L、金剛石質(zhì)量濃度為6g/L時(shí)，在電流密度4A/dm²、攪拌速率60r/min、溫度55℃及磁感應(yīng)強(qiáng)度16mT條件下，所得線鋸上砂量足、堆積直徑小、脆性低。

李靖華[50]以直徑為280μm的鋼絲作為基體，圍繞電鍍金剛石線鋸預(yù)鍍、上砂裝置及工藝開展實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，氨基磺酸鎳濃度為450g/L、電流密度為3~9A/dm²時(shí)可預(yù)鍍得到平整致密的鍍層；采用陰極旋轉(zhuǎn)式裝置上砂的較佳工藝參數(shù)為：化學(xué)鍍鎳金剛石微粉裝載量17g/L，電流密度4A/dm²，溫度45℃，時(shí)間15s；采用掃砂管式裝置上砂的較佳工藝參數(shù)為：化學(xué)鍍鎳金剛石微粉裝載量15g/L，電流密度3A/dm，溫度45℃，時(shí)間15s；此外，采用電鍍鎳金剛石微粉作為磨粒時(shí)上砂更快，但團(tuán)聚加重。

黃修康[51]基于氨基磺酸鎳鍍液體系復(fù)合電鍍工藝，采用直徑0.27mm鍍銅高碳鋼絲為基體，W30-40金剛石微粒為磨料制備了電鍍金剛石線。當(dāng)陰極電流密度為25A/dm²時(shí)，鍍層兼具低應(yīng)力與高結(jié)合力特性，金剛石埋入率及單位面積顆粒數(shù)達(dá)到最優(yōu)平衡，滿足光伏晶硅方錠切割需求。

代曉南等[52]通過對(duì)金剛石微粉化學(xué)鍍鎳與鋼絲基體磁化優(yōu)化上砂工藝，所用鍍液配方為：氨基磺酸鎳300~500g/L，六水合硫酸鈷15~30g/L、氯化鎳20~30g/L，硼酸30~40g/L，糖精適量。結(jié)果表明：基體磁感應(yīng)強(qiáng)度、金剛石質(zhì)量濃度及上砂時(shí)間顯著影響線鋸的制備效率及耐用度。較佳的上砂工藝參數(shù)為：

電流密度5A/dm²，磁感應(yīng)強(qiáng)度0.6mT，金剛石濃度15g/L，上砂時(shí)間30s，溫度45℃。該工藝使上砂時(shí)間大幅減少，線鋸制備效率提升81%，同時(shí)保持優(yōu)異的耐用性。磁化基體工藝在電流密度5A/dm²，磁感應(yīng)強(qiáng)度0.6mT，金剛石質(zhì)量濃度15g/L，溫度45℃，上砂時(shí)間30s。該工藝使上砂時(shí)間較傳統(tǒng)工藝縮短95%，線鋸制備效率提升81%，同時(shí)保持優(yōu)異的耐用性。

氨基磺酸鎳體系鍍液因其鍍液成分簡單、主鹽溶解度大、沉積速率高、鍍層內(nèi)應(yīng)力低等優(yōu)勢(shì)，在電鍍金剛石線領(lǐng)域展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。然而，為進(jìn)一步提高鍍層性能和電鍍金剛石線的綜合性能，仍需持續(xù)深入研究鍍液中各成分的協(xié)同作用機(jī)制，如何平衡高沉積速率與鍍層性能、降低原料成本等問題也亟待解決，未來可著力開發(fā)新型復(fù)合添加劑體系。

2、鎳合金基電鍍金剛石線鍍液

除了鎳基電鍍金剛石線外，以鎳合金為基質(zhì)的電鍍金剛石線也備受關(guān)注。Huang等[29]通過電鍍技術(shù)在碳鋼基體上制備Cr–C–Ni–金剛石復(fù)合磨棒，主要包括3步：預(yù)鍍Ni底層、復(fù)合電鍍Ni–金剛石、三價(jià)鉻電鍍Cr–C強(qiáng)化層。經(jīng)500℃退火處理30min后，Cr–C層硬度顯著提高，磨削長度達(dá)1320mm，證實(shí)退火強(qiáng)化的Cr–C層可作為金剛石工具的理想強(qiáng)化相。他們還采用Ni–B合金作為強(qiáng)化層制備得到電鍍鍍Ni–B–金剛石工具，結(jié)果表明金剛石覆蓋率為80%、Ni底層厚度為90μm時(shí)可實(shí)現(xiàn)最佳的磨削性能，但Ni–B合金與基體界面易開裂[53]。

李錚[54]采用鎢絲為基線，采用氨基磺酸鹽鍍液體系電鍍得到Ni–Co基金剛石線。結(jié)果表明，鍍液中氨基磺酸鈷的質(zhì)量濃度不得高于30g/L，過量將引發(fā)內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致龜裂。

王振豪[55]在氨基磺酸鎳鍍液中添加30g/LCoSO4，以110μm鍍銅鋼絲為基體，通過懸浮法制備電鍍金剛石線。在較佳工藝條件(CoSO4質(zhì)量濃度30g/L，金剛石質(zhì)量濃度6g/L，電流密度3A/dm²，時(shí)間150s)下上砂時(shí)，所得線鋸表面鍍層致密，磨粒分布均勻，線徑適中，與未加CoSO4時(shí)相比，上砂效率提升18%，鍍層顯微硬度和耐蝕性比純鎳層分別提高25%和30%。

代曉南[56]采用直徑為0.25mm的琴鋼絲為基線，電鍍得到以Ni–Co為基質(zhì)的金剛石線。研究了硫酸鈷、糖精和1,4?丁炔二醇對(duì)電鍍金剛石線顯微硬度和抗拉強(qiáng)度的影響，發(fā)現(xiàn)硫酸鈷在提升硬度的同時(shí)還能抑制裂紋擴(kuò)展，糖精能夠細(xì)化晶粒和較小拉應(yīng)力，1,4?丁炔二醇可細(xì)化晶粒并增強(qiáng)鍍層耐磨性。較優(yōu)的鍍液組成為：氨基磺酸鎳450g/L，氯化鎳15g/L，硫酸鈷10g/L，硼酸35g/L，1,4?丁炔二醇0.1g/L，糖精1g/L，十二烷基硫酸鈉0.1g/L。

目前關(guān)于鎳合金基電鍍金剛石線的研究相對(duì)較少且深度不足，未來需要加強(qiáng)該領(lǐng)域的探索，通過優(yōu)化合金成分和改進(jìn)制備工藝，充分挖掘鎳合金基鍍液在提升金剛石線性能方面的潛力。

3、其他領(lǐng)域鍍層技術(shù)的應(yīng)用與借鑒

當(dāng)前研究聚焦于電鍍金剛石線專用鍍液，但其他工業(yè)領(lǐng)域的鍍層技術(shù)也可為電鍍金剛石線鍍液開發(fā)和線鋸的性能提升提供重要借鑒。

黃志偉等[57]以Ni–Co為基質(zhì)、表面金屬化金剛石為第二相，采用脈沖電沉積技術(shù)制備Ni–Co–金剛石復(fù)合工具，主要步驟為預(yù)鍍、植砂、卸砂和加厚鍍。通過對(duì)金剛石表面金屬化處理可使胎體與顆粒界面以化學(xué)鍵結(jié)合，與未金屬化金剛石工具相比，金屬化金剛石工具對(duì)花崗巖材料的去除體積提高了57.7%。孫仲鳴等[58]通過硫酸鹽鍍液電鍍制備了意義Ni–Fe合金為胎體材料的電鍍金剛石鉆頭，通過調(diào)整鍍液成分和工藝參數(shù)制備了兼具高硬度與優(yōu)異耐磨性的鍍層。室內(nèi)實(shí)鉆試驗(yàn)表明，該鉆頭在8?9級(jí)正長花崗巖中的平均機(jī)械鉆速達(dá)1.87m/h，平均使用壽命為45.9m，展現(xiàn)出優(yōu)異的鉆進(jìn)性能。

添加劑在改善鍍液分散性與鍍層性能中發(fā)揮重要的作用。郭文曉等[59]在氨基磺酸鎳鍍液中添加三元復(fù)合添加劑──全氟環(huán)氧烷基類非離子表面活性劑、雙十二烷基二甲基氯化銨、乙二胺四乙酸，使Ni–金剛石復(fù)合鍍層的金剛石分布均勻性與結(jié)合強(qiáng)度顯著提升，孔隙率降低。趙堯敏等[60]在氨基磺酸鎳鍍液中添加二苯磺酰亞胺(BBI)、烯丙基磺酸鈉(SAS)、丙炔磺酸鈉(PS)、羥烷基磺酸鈉(SSO3)和1?(3?磺丙基)吡啶內(nèi)鹽(PPS-OH)作為組合添加劑，將鍍液分散能力從21.43%提升至58.29%，深鍍能力從40.0%升至53.5%。

Liu等[61]采用雙脈沖電源制備Ni-納米金剛石復(fù)合鍍層，其顯微硬度比直流電鍍層高11.5%，表面粗糙度低22%。Zhang等[62]采用氨基磺酸體系，通過陰極旋轉(zhuǎn)電鍍裝置制備了Ni–W–金剛石超薄刀片。切削測(cè)試表明，與傳統(tǒng)Ni–金剛石刀片相比，該刀片的崩邊尺寸減小30.6%，徑向磨損降低31.6%，加工精度提升47.9%。

跨領(lǐng)域鍍層技術(shù)可為電鍍金剛石線鍍液的開發(fā)提供重要借鑒。從鍍液體系選擇、添加劑篩選到工藝優(yōu)化等多個(gè)方面，不同領(lǐng)域的研究成果都帶來了新的思路。例如，金剛石表面金屬化處理可提升結(jié)合力，篩選高效添加劑能夠改善顆粒分散性和均勻性等。這種技術(shù)融合不僅有助于打破單一領(lǐng)域的研究局限，促進(jìn)電鍍金剛石線鍍液技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，未來應(yīng)加強(qiáng)跨領(lǐng)域的合作與研究，加速技術(shù)融合與突破。

4、結(jié)語

綜合來看，電鍍金剛石線用鍍液的研究涵蓋了多種體系，在提高鍍層與金剛石顆粒結(jié)合力、改善金剛石顆粒分布均勻性、優(yōu)化鍍層性能等方面取得了一定進(jìn)展。然而，目前仍存在諸多問題，如部分鍍液體系的鍍層應(yīng)力問題、不同鍍液成分和工藝參數(shù)的協(xié)同優(yōu)化還不夠完善等。未來的研究需要在深入理解鍍液成分、工藝參數(shù)與鍍層性能內(nèi)在關(guān)系的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)多學(xué)科融合，開發(fā)新型鍍液體系或優(yōu)化現(xiàn)有體系，以推動(dòng)電鍍金剛石線鍍液技術(shù)不斷進(jìn)步，滿足日益增長的工業(yè)應(yīng)用需求。

參考文獻(xiàn)：

[1] SU S Y, ZANG J B, ZHOU Y K, et al.Efficient manufacture of high-performance electroplated diamond wires utilizing Cr-coated diamond micro-powder

[J].Materials Science in Semiconductor Processing, 2024, 179: 108511.

[2] SU S Y, WANG Y, ZHOU Y K, et al.Preparation of the Ni/Ti-coated diamond micro-powder for electroplated diamond wire saws using vacuum slow evaporation technology combined with the palladium-free electroless plating [J].Sustainable Materials and Technologies, 2024, 39: e00869.

[3] LUO F R, REN Y H, CHEN G Y, et al.Effect of surface topography of fiber laser dressed resin-bond diamond wheel on its grinding performance [J].The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2023, 127: 3427-3440.

[4] KHOSRAVI J, AZARHOUSHANG B, ZAHEDI A, et al.Influence of wire electrical discharge conditioning on the grinding performance of metal-bonded diamond grinding tools [J].Wear, 2023, 532-533: 205080.

[5] CUI B, YAN P P, DU Q B, et al.Comparative analysis of the brazing mechanism and wear characteristics of brazed diamond abrasive with Zr-alloyed Cubased filler metals [J].Diamond and Related Materials, 2024, 141: 110708.

[6] JIN T, ZHANG C X, ZHONG S J, et al.Comparative study on induction brazing of diamond with rare earth Nd-doped crystalline and amorphous Ni-basedfiller alloy [J].Journal of Materials Research and Technology, 2024, 28: 1084-1093.

[7] PENG C W L, LI G Z, ZHANG X C, et al.Process parameters analysis in diamond wire saw cutting NdFeB magnet [J].Materials, 2025, 18 (5): 1173.

[8] LI A S, WANG H Y, HU S C, et al.A systematic review of modeling and simulation for precision diamond wire sawing of monocrystalline silicon [J]. Micromachines, 2024, 15 (8): 1041.

[9] WANG, Y F, XI, F S, WEI, K X, et al.Bridging efficiency and scalability: a systematic evaluation of diamond wire sawn silicon wafer texturing technologies for high-performance photovoltaics [J].Applied Energy, 2025, 386: 125591.

[10] MESSELE SEFENE E, CHEN C C A, YANG J W.Sustainable assessment of diamond wire sawing for monocrystalline silicon wafers: Conventional and electrophoretic cooling strategies [J].Manufacturing Letters, 2025, 43: 46-50.

[11] 黃虎一雄, 李杰, 章金兵, 等.金剛石線切割單晶硅制絨研究進(jìn)展[J].電源技術(shù), 2025, 49 (1): 92-98.

HUANG H Y X, LI J, ZHANG J B, et al.Research progress on diamond wire cutting of monocrystalline silicon texturing [J].Power Technology, 2025, 49 (1): 92-98.

[12] 王艷, 何順, 陳奕璋, 等.超聲空化輔助金剛石線鋸切割單晶硅機(jī)理分析與試驗(yàn)驗(yàn)證[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào), 2024, 60 (9): 114-126.

WANG Y, HE S, CHEN Y Z, et al.Mechanism Analysis and Experimental Verification of Ultrasonic Cavitation-Assisted Diamond Wire Saw Cutting of Monocrystalline Silicon [J].Journal of Mechanical Engineering, 2024, 60 (9): 114-126.

[13] ZHANG J G, LI X H, FU Y F, et al.Improved machinability of single crystal silicon by applying in-situ laser-vibration hybrid assisted diamond cutting [J].Journal of Materials Processing Technology, 2024, 326: 118343.

[14] KE J Y, FU Y F, LIU C L, et al.Investigation on system design methodology and cutting force optimization in laser-assisted diamond machining of singlecrystal silicon [J].Journal of Manufacturing Processes, 2024, 115: 1-17.

[15] BAN X X, ZHU J H, SUN G N, et al.Molecular simulation of ultrasonic assisted diamond grit scratching 4H-SiC single-crystal [J].Tribology International, 2024, 192: 109330.

[16] LI M, MU D K, WU Y Q, et al.Influence of diamond abrasives on material removal of single crystal SiC in mechanical dicing [J].Journal of Materials Processing Technology, 2024, 327: 118390.

[17] LI H H, GAO Y F, CHENG D M, et al.Modeling and experimental investigation on sawing force in ultrasonic vibration-assisted diamond wire sawing mono-Si considering material removal mode [J].The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2025, 138 (1): 471-489.

[18] SEFENE E M, CHEN C C A, WANG S H M.Determination of sawing temperature in multi-diamond wire sawing of mono-crystalline silicon carbide [J]. Journal of Manufacturing Science and Technology, 2025, 60 (1): 38-55.

[19] GUO J, YANG Z, YU X W, et al.A novel slurry for atomic-scale polishing of potassium dihydrogen phosphate crystals [J].Journal of Manufacturing Science and Engineering, 2024, 146 (10): 101008.

[20] LIN J Q, YAN Q S, FANG W S, et al.Lapping performance of agglomerated diamond abrasives and analysis of sapphire processing process [J].Precision Engineering, 2024, 89: 317-327.

[21] ZHU Z F, GAO Y F, SHI Z Y.Relationship between surface roughness and subsurface crack damage depth of sapphire crystals cut by diamond wire saw based on slicing experiments [J].International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2024, 134 (9): 5907-5916.

[22] LIU Y H, CHENG D M, LI G Z, et al.Analysis of wafer warpage in diamond wire saw slicing sapphire crystal [J].Applied Sciences, 2024, 14 (14): 7667.

[23] XING Y T, XUE C X, LIU Y, et al.Freeform surfaces manufacturing of optical glass by ultrasonic vibration-assisted slow tool servo turning [J].Journal of Materials Processing Technology, 2024, 324: 118271.

[24] CHENG D M, GAO Y F.Fracture probability of PV mono-Si wafers in diamond wire slicing due to coupling of capillary adhesion bending stress and sawing stress [J].Materials Science in Semiconductor Processing, 2024, 169: 107880.

[25] LI S C, YAN H J, XIAO G, et al.Crack characteristics of pulsed laser brazed diamond grinding wheel [J].Optics and Laser Technology,2025, 181: 111830.

[26] YANG Z X, HUANG H, LIAO X J, et al.Wire bow in situ measurement for monitoring the evolution of sawing capability of diamond wire saw during slicing sapphire [J].Materials, 2024, 17: 2134.

[27] 李世平, 李玲.添加納米顆粒對(duì)復(fù)合鍍層性能的影響[J].材料導(dǎo)報(bào), 2006, (S1): 75-78.

LI S P, LI L.Influence of adding nanoparticles on the performance of composite coatings [J].Materials Review, 2006, (S1): 75-78.

[28] 顏小童.電鍍金剛石線鋸的快速制備及其性能研究[D].南京: 南京航空航天大學(xué), 2017.

YAN X T.Rapid preparation and performance study of electroplated diamond wire saw [D].Nanjing: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 2017.

[29] HUANG C A, SHEN C H, YANG S W, et al.Fabrication and evaluation of electroplated diamond grinding rods strengthened with Cr–C deposit [J].The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2020, 110 (11): 2541-2550.

[30] GAO M Y, PEI Z L, SONG G H, et al.Wear resistance of electro-brush plated Ni/diamond nanocomposite coatings [J].Diamond and Related Materials, 2025, 153: 111992.

[31] 王亮亮.光伏行業(yè)專用電鍍金剛石線鋸的研制[D].鄭州: 中原工學(xué)院, 2012.

WANG L L.Development of electroplated diamond wire saw for photovoltaic industry [D].Zhengzhou: Zhongyuan University of Technology, 2012.

[32] CHIBA Y, TANI Y, ENOMOTO T, et al.Annals of the CIRP [J].2003, 52 (1): 281-284.

[33] 曹連靜, 孫玉利, 左敦穩(wěn), 等.金剛石線鋸的復(fù)合電鍍工藝研究進(jìn)展[J].金剛石與磨料磨具工程, 2013, 33 (1): 53-59+64.

CAO L J, SUN Y L, ZUO D W, et al.Research progress on composite electroplating process of diamond wire saw [J].Diamond Abrasives Engineering, 2013, 33 (1): 53-59+64.

[34] 牛昊, 金洙吉, 沈煜, 等.用于金剛石摩擦化學(xué)拋光的 Ni–W 合金盤制備[J].金剛石與磨料磨具工程, 2024, 44 (1): 39-49.

NIU H, KIM C J, SHEN Y, et al.Preparation of Ni–W alloy disc for diamond frictional chemical polishing [J].Diamond Abrasives and Abrasive Tools Engineering, 2024, 44 (1): 39-49.

[35] 信豐崇輝科技有限公司.一種金剛石切割線用電鍍?nèi)芤杭捌渲苽浞椒? CN202010622933.X [P].2020-08-28.

ZHENG J G, LUO X P.A plating solution for diamond cutting wire and its preparation method: CN111593374A [P].2020-08-28.

[36] KOLLE M K, SHAJAHAN S, BASU A.Effect of electrodeposition current and pulse parameter on surface mechanical and electrochemical behavior ofNi-W alloy coatings [J].Metallurgical and Materials Transactions A, 2020, 51: 3721-3731.

[37] 張遼遠(yuǎn), 姜洪濤.電鍍金剛石工藝的研宄[J].沈陽工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào), 2002, 21 (2): 43-46.

ZHANG L Y, JIANG H T.Research on the electroplating process of diamond [J].Journal of Shenyang Institute of Technology, 2002, 21 (2): 43-46.

[38] 呂世強(qiáng).電鍍金剛石線鋸的實(shí)驗(yàn)研究[D].青島: 中國海洋大學(xué), 2012.

LYU S Q.Experimental study on electroplated diamond wire saw [D].Qingdao: Ocean University of China, 2012.

[39] 呂世強(qiáng), 胡仰棟, 伍聯(lián)營.懸浮法制造電鍍金剛石線鋸的研究[J].工具技術(shù), 2012, 46 (5): 24-27.

LYU S Q, HU Y D, WU L Y.Study on manufacturing of electroplated diamond wire saw by suspension method [J].Tool Engineering, 2012, 46 (5): 24-27.

[40] 張景濤.電鍍金剛石線鋸制造工藝及其性能的研究[D].青島: 青島科技大學(xué), 2013.

ZHANG J T.Research on manufacturing process and properties of electroplated diamond wire saw [D].Qingdao: Qingdao University of Science and Technology, 2013.

[41] 高偉, 張景濤, 吳平, 等.金剛石線鋸懸浮上砂法制作工藝的研究[J].金剛石與磨料磨具工程, 2013, 33 (1): 1-5+9.

GAO W, ZHANG J T, WU P, et al.Research on manufacturing process of diamond wire saw by suspension method [J].Diamond and Abrasives Engineering, 2013, 33 (1): 1-5+9.

[42] 杭衛(wèi)明, 華敏, 王威, 等.復(fù)合電鍍金剛石線鋸工藝及其電化學(xué)行為研究[J].金屬制品, 2016, 42 (3): 9-13.

HANG W M, HUA M, WANG W, et al.Research on composite electroplating process of diamond wire saw and its electrochemical behavior [J].Journal of Metal Products, 2016, 42 (3): 9-13.

[43] 卜麗麗.帶金剛石涂層高碳鋼絲的制備及性能[D].南京: 東南大學(xué), 2018.

BU L L.Preparation and properties of high carbon steel wire with diamond coating [D].Nanjing: Southeast University, 2018.

[44] DAI X N, ZHOU X, DAI X Q, et al.Study on the effect of 1,4-butynediol on the performance of electroplated diamond wire saw [C].Journal of Physics: Conference Series.2024, 2760: 012032.

[45] 高偉, 竇百香, 李艷紅, 等.電鍍金剛石線鋸的制造工藝研究[J].工具技術(shù), 2009, 43 (7): 56-59.

GAO W, DOU B X, LI Y H, et al.Research on manufacturing process of electroplated diamond wire saw [J].Tool Engineering, 2009, 43 (7): 56-59.

[46] 李紅雙.基于加工對(duì)象的電鍍超硬磨料線鋸絲制備及鋸切性能研究[D].濟(jì)南: 山東大學(xué), 2020.

LI H S.Preparation and sawing performance study of electroplated superhard abrasive wire saw based on machining object [D].Ji’nan: Shandong University, 2020.

[47] LI H S, GAO Y F, GE P Q, et al.Study on process parameters of fabrication fine diameter electroplated diamond wire for slicing crystalline silicon solar cell [J].The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2020, 106 (9): 3153-3175.

[48] 李紅雙, 高玉飛, 葛培琪, 等.電鍍金剛石線鋸氨基磺酸鹽預(yù)鍍鎳工藝[J].電鍍與涂飾, 2019, 38 (21): 1152-1155.

LI H S, GAO Y F, GE P Q, et al.Pre-nickel plating process of electroplated diamond wire saw in sulfamate nickel [J].Electroplating and Coating, 2019, 38 (21): 1152-1155.

[49] 馬澤賢, 劉新寬, 盛榮生, 等.上砂工藝參數(shù)對(duì)電鍍金剛石線鋸性能的影響[J].電鍍與涂飾, 2021, 40 (3): 192-197.

MA Z X, LIU X K, SHENG R S, et al.Effect of upper sand process parameters on the performance of electroplated diamond wire saw [J].Electroplating and Coating, 2021, 40 (3): 192-197.

[50] 李靖華.線鋸用人造金剛石微粉表面改性及應(yīng)用研究[D].鄭州: 中原工學(xué)院, 2023.

LI J H.Surface modification and application research of synthetic diamond micropowder for wire saw [D].Zhengzhou: Zhongyuan Institute of Technology, 2023.

[51] 黃修康.太陽能晶硅方錠截?cái)嘤媒饎偸財(cái)嗲懈罹€制備工藝研究[D].徐州: 中國礦業(yè)大學(xué), 2021.

HUANG X K.Preparation process research of diamond cutting wire for solar silicon ingot [D].Xuzhou: China University of Mining and Technology, 2021.

[52] 代曉南, 何偉春, 栗正新, 等.電鍍金剛石線鋸快速植砂工藝研究[J].金剛石與磨料磨具工程, 2017, 37 (3): 81-87.

DAI X N, HE W C, LI Z X, et al.Research on rapid planting process of electroplated diamond wire saw [J].Diamond and Abrasives Engineering, 2017, 37 (3): 81-87.

[53] HUANG C A, SHEN C H, LI P Y, et al.Effect of fabrication parameters on grinding performances of electroplated Ni–B–diamond tools with D150-diamond particles [J].Journal of Manufacturing Processes, 2022, 80: 374-381.

[54] 李錚.電鍍金剛石線鋸的制備及其在 SiC 晶體切割領(lǐng)域的應(yīng)用[D].鄭州: 河南工業(yè)大學(xué), 2024.

LI Z.Preparation of electroplated diamond wire saw and its application in SiC crystal cutting [D].Zhengzhou: Henan University of Technology, 2024.

[55] 王振豪.多層鍍 Ni 金剛石磨粒的制備以及線鋸制造工藝的探究[D].秦皇島: 燕山大學(xué), 2022.

WANG Z H.Preparation of multi-layer Ni-coated diamond abrasives and investigation of wire saw manufacturing process [D].Qinhuangdao: Yanshan University, 2022.

[56] 代曉南.高性能金剛石線鋸快速電鍍制備工藝研究[D].鄭州: 河南工業(yè)大學(xué), 2017.

DAI X N.Research on rapid electroplating process for high-performance diamond wire saw [D].Zhengzhou: Henan University of Technology, 2017.

[57] 黃志偉, 王藝穎.采用表面金屬化顆粒制備電鍍金剛石工具[J].黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào), 2019, 31 (3): 48-51.

HUANG Z W, WANG Y Y, WANG H B.Preparation of electroplated diamond tools using surface-metalized particles [J].Journal of Huanghe Conservancy Technical College, 2019, 31 (3): 48-51.

[58] 孫仲鳴, 楊洋, 楊凱華.電鍍鎳?鐵金剛石鉆頭配方與工藝研究[J].金剛石與磨料磨具工程, 2011, 31 (1): 15-19.

SUN Z M, YANG Y, YANG K H.Study on the formula and process of electroplated nickel–iron diamond drill [J].Diamond and Abrasives Engineering, 2011, 31 (1): 15-19.

[59] 郭文曉, 劉平, 劉新寬, 等.氨基磺酸鹽體系復(fù)合電鍍鎳?金剛石溶液的添加劑研究[J].電鍍與涂飾, 2019, 38 (4): 143-146.

GUO W X, LIU P, LIU X K, et al.Research on additives in amino sulfonic acid system composite electroplating nickel–diamond solution [J].Electroplating and Coating, 2019, 38 (4): 143-146.

[60] 趙堯敏, 吳學(xué)領(lǐng), 方向前, 等.組合添加劑用于提高氨基磺酸鎳鍍液的分散能力和深鍍能力[J].金剛石與磨料磨具工程, 2020, 40 (4): 41-46.

ZHAO Y M, WU X L, FANG Q X, et al.Combined additives for improving the dispersion and deep plating ability of amino sulfonic acid nickel plating solution [J].Diamond and Abrasives Engineering, 2020, 40 (4): 41-46.

[61] LIU M H, WANG D A, WANG H W, et al.Study on optimization technology to strengthen Ni-based composite coating electroplate containing nanodiamond [J].Materials, 2019, 12 (10): 1654.

[62] ZHANG L, YU H Y, MA H Z.Preparation and performance study of electroplated Ni–W/diamond ultrathin dicing blades [J].Materials Science in Semiconductor Processing, 2024, 175: 108280.

（注：原文標(biāo)題：鎳及鎳合金基電鍍金剛石線用鍍液的研究進(jìn)展）

相關(guān)鏈接