电镀金刚石线锯的研究现状

电镀金刚石线锯是用电镀的方法在金属丝(线)上沉积一层金属,并在沉积的金属内固结金刚石磨料制成的一种线性超硬材料工具。综述了电镀金刚石线锯的原理、模型和特点,以及制备过程中使用的材料(基体材料、金刚石和电镀液)和工艺及其应用实例,并对电镀金刚石线锯的进一步发展进行了展望。为开展电镀金刚石线锯的研究和生产提供了一定的指导。

电镀金刚石线锯锯切轨迹的研究

基于冲量理论和振动加工理论,对电镀金刚石线锯锯切过程进行了分析,并对锯切过程中各个阶段的接触状态进行了有限元计算,得出在稳定接触状态下应力沿工件宽度方向分布均匀的结论。结合电镀金刚石锯切实验,采用叠加原理建立了锯切轨迹的数学方程,得到了轨迹计算曲线。通过与实际切割轨迹形貌的对比,计算曲线和实际轨迹曲线之间的误差小于15%,吻合程度较高,为金刚石线锯锯切工艺参数的优化提供了参考依据。

锯切力作用下电镀金刚石线锯随机振动研究

考虑锯切力的随机性,由模态分析法导出了线锯切割运动方程的传递函数。由于电镀金刚石线锯单位长度质量很小而张紧力较大,临界速度大大高于线锯速度,所以线锯加工一般不会发生失稳现象。在传递函数的基础上,分析了线锯速度和张紧力对振动的影响,由此得出,在一定范围内,可通过增加线锯张紧力来减小振动,当线锯速度小于一定值时,振动基本不随速度的增加而增大。

硬脆材料的电镀金刚石线锯超声切割锯切力研究

基于冲量理论和振动加工理论，采用叠加原理建立了电镀金刚石线锯超声切割锯切力数学模型。从理论上分析了电镀金刚石线锯施加超声振动后锯切力与普通锯切力的区别，并进行了超声振动与普通锯切力对比试验研究。结果表明：锯切力的大小随线锯往复频率的提高而降低，随侧向压力的增加而增大。通过比较发现，超声振动锯切力比普通锯切力减小20％-30％。同时，对超声振动锯切过程中单颗金刚石磨粒切削运动轨迹进行了仿真分析，进一步解释了施加超声振动后锯切力减小的原因。

硬脆材料的环形电镀金刚石线锯加工试验研究

本文利用环形电镀金刚石线锯对硬脆材料单晶硅、LT55陶瓷进行了切割试验,研究了锯切力、材料加工表面质量及锯丝的磨损。研究发现,在相同加工参数下,切割LT55陶瓷时的法向力与切向力之比小于单晶硅,与磨削相比,线锯加工的法向力与切向力之比非常小;在本实验条件下,单晶硅和LT55陶瓷均为脆性去除方式;因为LT55陶瓷断裂韧性高,在同样加工条件下,陶瓷加工表面质量优于单晶硅;恒进给压力条件下,锯丝速度增加,粗糙度值略微减小,恒进给压力增加,粗糙度值明显增大;锯丝首先在焊口处断裂,由于锯丝不能自转,沿锯丝圆周方向磨损不均匀。

电镀金刚石线锯研究进展

电镀金刚石线锯在单晶硅片和蓝宝石等贵重硬脆材料的切割加工领域广泛应用,其切割效率高、损耗小。文章就电镀金刚石线锯的研究现状及发展趋势做了分析与阐述。电镀金刚石线锯的生产效率过低,应通过调整镀液、制备工艺等途径提高线锯生产效率;目前市场上的金刚石线锯切削性能还不够理想,应通过控制切削参数及磨料分布进行改善;最终实现高性能金刚石线锯快速电镀制备工艺的完善。

环形电镀金刚石线锯的研制

研制了一种新型环形电镀金刚石线锯 ,介绍了锯丝基体的制备及锯丝电镀工艺。锯切试验表明该金刚石线锯具有锯切表面质量好、锯切效率高、出材率高等优良性能 ,尤其适合贵重硬脆材料以及各向异性复合材料的切割加工。

电镀金刚石线锯的制造工艺与使用性能分析

分析了金刚石线锯的电镀工艺过程;研究了金刚石线锯使用时的失效原理及两种失效形式(宏观失效与微观失效),认为宏观失效以线锯疲劳断裂为主,微观失效则包括金刚石颗粒的磨损脱落和锯丝镀层的磨损。

电镀金刚石线锯快速植砂工艺研究

为了提高电镀金刚石线锯的制备效率,通过金刚石微粉表面化学镀镍、钢丝基体磁化处理等方式改进上砂工艺,结合SEM、EDS及高斯计等研究不同工艺因素对电镀线锯的制备效率及耐用度的影响。结果表明:基体磁感应强度、金刚石质量浓度及上砂时间对线锯制备效率及耐用度有重要影响;采用磁化基体制备线锯的最佳上砂工艺参数为:电流密度5A/dm2、基体磁感应强度0.6mT、上砂槽金刚石质量浓度15g/L、上砂时间30s、温度45℃。采用最佳工艺参数制备线锯的上砂时间缩减为金刚石及钢丝基体没有处理时制备线锯的上砂时间的1/20,制备效率可提高81%,同时还能保持较高的耐用度。

液流对电镀金刚石线锯形貌影响

电镀金刚石线锯的上砂过程一直是困扰其生产的关键所在。定性研究涡流和稳流两种不同流动形式对电镀金刚石线锯形貌的影响,并采用不同的电流密度对水平放置的钢线和不同深度竖直放置的钢线分别进行了上砂实验研究。结果发现对于10～20μm的金刚石微粉,如果在涡流的情况下,上砂过程中很难沉积足够的金刚石微粉,这是因为金刚石受到液流的冲刷力影响而难以被电吸附进镀层之中,从而对上砂的过程起到了极大的负面影响;而在稳流的情况下,在不同的电流密度或不同的放置方式的情况下,都能得到金刚石磨粒数量较多的线锯;尤其是竖直放置的情况下,金刚石分布的非常均匀且数量适中,有利于生产高品质的金刚石线锯;同时还发现钢线晃动也会对上砂形貌产生较大的影响,其本质原因可归结于液流作用。

镀镍和未镀镍金刚石在制作电镀金刚石线锯中的上砂机理和电化学分析

通过对镀镍和未镀镍金刚石在制作电镀金刚石线锯过程中的上砂机理分析,提出了两类金刚石上砂的理论模型,并且证明模型分析与实验结果较为一致。在此基础上进行了电化学测试分析,结果表明:镀覆金刚石在镀液中会对开路电位、阴极极化、交流阻抗产生明显改变。造成这些改变的主要原因是由于镀覆金刚石微粉从绝缘体变为导体,在镀液中会与各种离子以及电场和磁场之间进行相互作用,最终出现了比较强的力学作用效应。这种效应控制得当,将会对电镀金刚石线锯所期望的快速上砂起到非常有益的作用。

悬浮法制造电镀金刚石线锯的研究

采用悬浮法进行电镀金刚石线锯的实验研究。通过单因素实验方法,借助扫描电子显微镜,研究了复合镀层表面的形貌。结果表明,当工艺参数为金刚石磨粒质量浓度80g/L、分散剂质量浓度2g/L、电镀时间20min、平均电流密度2A/dm2时,能够获得金刚石磨粒分布均匀、符合实际切割需要的电镀金刚石线锯。

电镀金刚石线锯镀镍层力学性能及磨粒把持力研究

电镀工艺参数直接影响电镀金刚石线锯镀镍层的力学性能且难以测定。按金刚石线锯电镀工艺制备电镀试件,利用纳米压/划痕仪、X射线衍射仪测试试件的力学性能,得镀镍层的硬度、弹性模量、残余应力以及镀镍层与线锯基体的结合强度。简化计算镀镍层对金刚石磨粒的把持力。根据试验获得的镀镍层力学参数建立磨粒把持力有限元模型并进行仿真分析。简化计算与仿真分析的结果一致性较好。

电镀金刚石线锯使用性能的试验研究

为评价电镀金刚石线锯的使用性能,搭建恒力进给式金刚石线锯性能评价试验机,对编号为Ⅰ、Ⅱ的2种基体直径相同的电镀金刚石线锯进行单晶硅切片试验,记录切片时间,计算锯切效率,利用粗糙度仪、光学显微镜、扫描电子显微镜分别测量硅片表面粗糙度、锯缝宽度及锯丝表面磨粒脱落率。试验结果表明:金刚石线锯性能评价试验机能够定量评价电镀金刚石线锯的使用性能;Ⅰ号线锯的锯切效率比Ⅱ号线锯的高13.6%;用Ⅱ号线锯切片得到的硅片走丝方向、进给方向的表面粗糙度分别比用Ⅰ号线锯的小17.5%、10.8%;Ⅰ号线锯的锯缝宽度比Ⅱ号线锯的小3.8%;Ⅱ号线锯的使用寿命比Ⅰ号线锯的长;Ⅰ号线锯的磨粒脱落率是Ⅱ号线锯的2.1倍。

复合电镀金刚石线锯工艺及其电化学行为研究

上砂是电镀金刚石线锯的核心技术,上砂方式、电流密度、上砂时间对上砂效果有较大影响.试验选用直径0.12 mm的镀铜钢丝,磨粒尺寸为8～13 μm的金刚石,采用悬浮上砂法在瓦特镀液中制造电镀金刚石线锯,并使用扫描电镜观察镀层形貌.结果显示：当电流密度为4～5 A/dm2、上砂时间为5 ～7 min时,可得到镀层质量较好的线锯.使用电化学工作站对镀镍金刚石和非镀镍金刚石复合镀液进行电化学测试分析,结果为2种金刚石在镀液中都会对开路电位、阴极极化产生明显的改变.

电镀金刚石线锯的研究现状与发展

文章综述了电镀金刚石线锯的构造和特点以及制备工艺过程,并对其应用情况进行了简要介绍,对目前存在的问题进行了初步的探讨,并就未来的发展趋势进行了展望。

电镀金刚石线锯切割光伏多晶硅的表面特性与锯丝磨损分析

电镀金刚石线锯切割的光伏多晶硅切片表面特性,影响其断裂强度和后续的制绒工艺;为探究线锯锯切工艺参数对多晶硅切片表面特性的影响规律,揭示电镀金刚石锯丝的磨损机理,开展了光伏多晶硅的电镀金刚石线锯切片试验。研究结果表明:锯切的多晶硅表面存在由金刚石磨粒的塑性剪切、微切削去除形成的塑性浅划痕与较深的沟槽,及材料脆性去除留下的表面破碎微凹坑;切片表面材料的塑性去除和脆性去除相对比例随工艺参数组合变化而变化,增大晶片进给速度,降低走丝速度,切片表面粗糙度增大,表面形貌逐渐由塑性沟槽为主转变为以破碎微凹坑为主;使用表面镀镍(金属化)的金刚石颗粒制备的电镀金刚石锯丝的磨损形态在稳定阶段主要是磨粒磨平,使用后期主要是磨粒脱落和镀层磨损。

电镀金刚石线锯切割单晶硅的试验研究

本文利用电镀金刚石线锯对单晶硅进行了切割试验,研究了锯丝运动速度、工件进给力对材料加工质量、加工效率、锯切力的影响。研究发现,单晶硅加工表面存在划痕和凹坑,材料为脆性去除。加工效率随锯丝运动速度、工件进给力的增大而提高。锯丝运动速度增加,锯切力减小;工件进给力增大,锯切力也增加。最后通过正交实验对工艺参数进行了优化。

硅切割用电镀金刚石线锯的研究现状

文章综述了硅切割用电镀金刚石线锯的构造和特点,以及制备工艺过程,并对其应用情况进行了简要介绍,对目前存在的问题进行初步的探讨,并就未来的发展趋势进行了展望。

花岗岩外形对电镀金刚石线锯的磨损研究

文章主要研究了花岗岩外形对电镀金刚石线锯的磨损影响,采用了不同规格的金刚石线锯切割花岗岩以检验使用寿命,通过扫描电子显微镜观察了电镀金刚石线锯的受损情况。大量实验分析了切割花岗岩过程中金刚石线锯的磨损因素和机理,并指出了延长线锯使用寿命的方法。