电镀金刚石在线锯方面的研究

1、指导教师：蔡四龙指导教师：蔡四龙论文题目电化学镀金刚石在线锯方面的研究n班级：班级：0909材料本科（材料本科（1 1）班）班n学生：易学生：易 平平n学号：学号：109203010051109203010051论文主要章节内容 金刚石和金属基体前金刚石和金属基体前处理处理 对对基体及金基体及金刚刚石石颗颗粒粒进进行前行前处处理理 上沙使用的上沙使用的镀镀液、液、电镀电镀液配置及液配置及进进行上砂行上砂常用的常用的电镀电镀液及本次液及本次实验实验使用的使用的电镀电镀液液对对金金刚刚石石线锯进线锯进行行试验试验结论结论单线单线切割机切割机与与多多线线切割机切割机实验实验金刚石线锯的性能研究金刚石

2、线锯的性能研究金刚石固结技术的研究金刚石固结技术的研究金金刚刚石固石固结结技技术术的的研研究究现状现状固固结结磨粒金磨粒金刚刚石石线锯结构线锯结构固固结结金金刚刚石石锯丝锯丝制制备备工工艺艺流程：流程：预镀预镀、上砂、加厚、上砂、加厚镀镀、后、后处处理理研究背景与意义研究背景与意义意义意义:随着微光电子和晶体行业飞速发展，对半导体和光电晶体等材料的随着微光电子和晶体行业飞速发展，对半导体和光电晶体等材料的切屑加工需要更深技术。切屑加工需要更深技术。 金金刚刚石石线锯线锯在工件在工件切割切割时优时优点点高效率高效率、切切缝缝小小可大批量可大批量生生产产生产时间和成本比较短生产时间和成本比较短节约

3、节约材料材料低成本低成本、切切缝缝窄窄切片切片质质量量优质优质对环对环境危害小境危害小对对大直大直径径工件加工方便工件加工方便超硬材料加工精确超硬材料加工精确耐耐热热性性和耐磨性能良好和耐磨性能良好优优点点本文的背景及意义本文的背景及意义工业应用：工业应用：一、精密电镀工艺为未来的固结磨料一、精密电镀工艺为未来的固结磨料金刚石线锯的高效率、可大批量成产、金刚石线锯的高效率、可大批量成产、切缝小、节约材料、低成本制造得到切缝小、节约材料、低成本制造得到了巨大突破应用。了巨大突破应用。 二、金刚石和金属基体前处理二、金刚石和金属基体前处理 镀层的制备；主要是通过流镀、镀层的制备；主要是通过流镀、摩

4、擦电喷镀、机械镀、激光镀、电泳涂摩擦电喷镀、机械镀、激光镀、电泳涂装、浸镀、复合电镀技术来得到镀层的装、浸镀、复合电镀技术来得到镀层的体现。体现。三、电镀金刚石线锯的现有生产方法三、电镀金刚石线锯的现有生产方法 有：埋砂法、悬浮法有：埋砂法、悬浮法。对金刚石线锯进行研究的目的与意义对金刚石线锯进行研究的目的与意义金刚石线锯制备流程示意图：多线切割机工作机构模型多线切割机工作机构模型前处理前处理：主要是去掉锯丝基体上的油污和氧化层,再者提高金属基体和镀层结合力，电镀金刚石线锯与普通电镀处理工序基本相同。前处理作用前处理作用：金刚石颗粒进行磁选处理后电镀防止会出现镍瘤,因为磨料有磁性包裹体，因此电

5、镀前应将有磁铁的磁性将感应较大的金刚石颗粒磨料移除。对金刚石颗粒进行，酸洗和碱洗后提高金刚石亲水性有利于上沙。 电镀金刚石线锯制备工艺流程：电镀金刚石线锯制备工艺流程： 基体前处理的主要工序：基体前处理的主要工序：前处理预镀上砂加厚镀后处理金刚石颗粒处理基体前处理打磨碱洗除油清洗酸洗除锈去离水清洗实验条件实验条件：1、实验过程包括：打磨、除油、除杂、活化、预镀、上砂、加厚。2、线的移动速度控制在约2m/min左右，电流密度约为2-3A/dm2。3、保证线的各处预镀时间约为5min，上砂时间约为30min，加厚约为2.5 小时。金刚石线锯基本结构：金刚石线锯基本结构：金刚石线锯结构示意图实验的加

6、后镀和后处理实验的加后镀和后处理 加厚镀加厚镀 加厚镀：金刚石颗粒镶嵌在钢丝上的金属镀层比较薄，为了让金刚石颗粒在线锯上有一定的把持力，需要对该线锯放入到加厚镀槽中做加厚镀工艺，在加厚镀的渡槽一般不含有金刚石颗粒，时间根据金刚石颗粒度来控制时间，一般在2.5小时才能达到较厚的镀层。 后处理后处理 电镀金属沉积在阴极,经常有氢离子在阴极部分氢气形式释放,部分是由氢原子形式渗透晶格,金属基材韧性下降,变得硬脆,发生这种现象的“氢脆”，因此,为了防止这种现象的发生，也避免镀后导致硬度、耐磨性下降及残余应力集中,提高金属粘合剂,后面还需要对线锯进行除氢和后续处理。具体除氢方法是将电镀线锯放置烤箱设备中

7、温度控制在230进行处理,再将不同的两种线锯分别放在180和350烤箱中并保持2.5小时。后处理的线锯，在镜下得到的图象 线锯分别对木材和泡沫陶瓷进行了切割后线锯表面图线锯分别对木材和泡沫陶瓷进行了切割后线锯表面图像像切割硅片表面特征：线锯在切割使用前后表面情况：线锯使用前完全失效的线锯未完全失效的线锯论文研究价值 从中需要高效率、低成本、高精度、窄切缝、小翘曲变形、低表面损伤、低碎片率、无环境污染等是该行业需要改进的，金刚石线锯切割可分为外圆切割和内圆切割。其中外圆切割操作方便，缺点在锯片性能差，易跑偏，在切割工件平行度差。 内圆切割是直接切割不能曲线切割。固结磨料金刚石线锯在工件切割时优点

8、有高效率、可大批量成产、切缝小、节约材料、低成本切缝窄、切片质量优质、对环境危害小、对大直径工件加工方便和超硬材料加工精确.在硬脆材料的加工方面得到了较为广泛的应用。本论文的不足之处 对切割材料的选择有一定的限制，但能希望在金属基体上做一定的改进，在目前国内市面上出售金刚石线锯几乎是线锯基体直径为0.250.5mm左右，粒径为0.130.17mm的金刚石磨粒，在金属丝选用或者生产出细小长且存在一定的强度，进行电镀时候对基体的表面处理和热处理要彻底，防止造成电镀在基体上的金刚石颗粒强度不够而脱落。结论结论: 经过本次实验经过本次实验： 得出的结论是对不同材质进行切割时对金刚石线锯磨料程度有很大的区别，金刚石线锯在线切割机床上使用表面非导电体材料或者非金属材料的切割效果较为理想，将分别电镀金刚石线锯对泡沫陶瓷和木材进行了切割实验，金刚石线锯对木材的切割效果不是很理想，在线锯表面电镀的金刚石脱落很多，使用时间较短，而对泡沫陶瓷切割效果较好