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。

环形电镀金刚石线锯研究

环形电镀金刚石线锯是将金刚石磨粒固着于环形钢丝基体上的一种切割工具。使用自制的环形电镀金刚石线锯进行多晶硅的切割试验,阐述了钢丝基体材料的选择,焊接方法,环形电镀金刚石线锯的制作工艺。采用切割工艺参数为:锯丝线速度20～40 m/s,工件进给速度2～10 mm/min,锯丝张紧力60～100 N。试验表明:硅片表面平整光滑,表面粗糙度Ra达到0.328～0.562μm,体现出环形金刚石线锯切割的良好特性。

金刚石线锯切割设备现状分析

随着光伏、半导体等高精端产业的发展,硬脆性材料,如晶体硅、蓝宝石、特种陶瓷等材料的切割加工显得尤为重要。近年来,世界各国大力投入研究开发,新工艺,新设备不断涌现。金刚石线锯切割成为研究和发展的主流趋势,文章介绍国外切割设备研究的最新进展以及国内发展状况,分析其性能优势,展望金刚石线切割设备应用前景。

环形金刚石线锯切割大理石试验研究

选用环形电镀金刚石线锯切割大理石,分析了锯丝线速度、工件进给速度和锯丝张紧力对大理石表面加工质量的影响,研究了金刚石锯丝的磨损机理。结果表明:工件进给速度对大理石表面粗糙度的影响最大,锯丝线速度对大理石表面粗糙度的影响次之,锯丝张紧力对大理石表面粗糙度的影响再次之。在本试验参数范围内,最优工艺参数为:工件进给速度为10mm/min,锯丝线速度为30m/s,锯丝张紧力为100N。

环形金刚石线锯加工参数优化

本文建立了环形金刚石线锯加工的振动方程,研究在锯切力作用下锯丝的随机振动,得出张紧力、锯丝速度对锯丝振动的影响规律。分析了锯丝加工时的受力,根据锯丝的强度,得出锯丝不被拉断时最大可承受的拉力。综合考虑锯丝的振动分析、锯丝强度和锯切力,优化了加工工艺参数。对于本实验应用的环形金刚石线锯,当加工碳化硅和硅晶体时,锯丝的最大张紧力为36 N,恒进给压力小于7 N,最大锯切速度为27 m/s。由于机床精度的限制,实际试验中最高锯切速度为16 m/s。

环形固结金刚石线锯切割单晶硅与陶瓷的实验研究

利用环形固结金刚石线锯在恒压力进给情况下对单晶硅与陶瓷进行了切割实验。通过观察加工表面发现:两种材料的加工表面都存在断续划痕和凹坑,且因为陶瓷断裂韧性高,陶瓷加工表面质量优于硅晶体。增加锯丝速度和进给压力,会使进给速度提高,有利于提高材料去除率。由于硅晶体的断裂韧性小,锯切时容易形成破碎状切屑,去除率高于陶瓷。