一种超细金刚石线锯电解磨削线切割方法技术

本发明专利技术公开了一种超细金刚石线锯电解磨削线切割方法，包括以下步骤，S1，首先，采用放线—粗拉丝—精拉丝—收线的工艺流程，生产出直径为30微米的超细金刚母线；S2，其次，PLC作为逻辑控制中心，控制微拉机设备的放卷系统、传动系统、摆杆系统、收卷系统、排线系统及气动系统，实现完全自动化控制；S3，然后，以金刚石线锯切割机为基础，在线切割处喷流电解与冷却两用电解液；S4，最后，对切割完成后的原料进行清洗。本发明专利技术将传统金刚石线锯线切割工艺与电解电化学微细加工工艺结合，解决了传统金刚石线锯切割SiC时加工表面质量较低且无法切割金属基碳化硅增强材料的问题，使所切SiC工件的表面质量提升，提高了切割效率，延长了设备使用寿命。用寿命。用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种超细金刚石线锯电解磨削线切割方法


[0001]本专利技术涉及碳化硅切割
，尤其是一种超细金刚石线锯电解磨削线切割方法。

技术介绍

[0002]碳化硅的硬度极高，莫氏硬度达到9.5，仅次于金刚石，其切割难度较大，属于硬脆材料。碳化硅芯片的加工流程包括切片、研磨、刻蚀、抛光等多道工序，切片作为第一道工序，其加工质量直接影响了产品的最终质量。现阶段碳化硅的加工方式主要分为两种：游离磨料切割与固结磨料切割。游离磨料切割包括水射流切割及游离线切割等方式，被加工工件表面会产生较大的裂纹与较深的损伤层，其损耗大，效率差，设备寿命低，不适用于大规模产业化生产；固结磨料加工将磨粒固定在母线上制成切割刀具，使用电动机带动线锯运动，以达到切割待加工材料的目的。固结磨料切割效率高，加工成品质量好，已成为大多数碳化硅切割工序的首选技术。
[0003]现阶段固结磨料切割的主要形式为金刚石线锯切割。在金刚石线锯切割碳化硅材料的过程中，工件的加工质量与金刚石线锯的直径直接相关。在保证力学性能的前提下，线锯直径越小，切应力越大，切割效率越高，硅片损耗越低，加工质量显著提升。选择较细的母线制成金刚石线锯进行切割，可以提高材料的利用率。如何在保证金刚母线各项机械性能的前提下，减小其直径，以进一步提高切割质量，成为行业内亟待解决的关键技术难题之一。
[0004]金刚石线锯切割虽可以有效加工碳化硅，但仍存在明显缺陷：产品表面质量低，难以满足精密零部件的要求；同时，传统金刚石线锯在切割金属时会出现金刚石镀膜石墨化现象，线锯的使用寿命及加工精度急剧降低，故无法切割金属基碳化硅增强材料。故寻找一种既可精密加工碳化硅材料又可直接加工金属基碳化硅增强材料的加工方式，将会是行业内的研究热点之一。
[0005]电解电化学加工技术作为一种成熟的微细特种加工技术，已被广泛应用到各种精密金属零部件的生产中。电解电化学加工技术使用金属丝连接阴极电极，待加工工件连接电极阳极，在电解液中对工件进行电化学腐蚀加工。用此法加工出的材料切缝缝宽极小，且表面粗糙度极低，表面加工质量高。但电化学电解加工技术无法对非导体材料进行直接加工，针对碳化硅类材料的电解电化学加工技术尚未成型。故结合金刚石线锯切割技术和电解电化学加工技术，在这里我们提出一种超细金刚石线锯电解磨削线切割方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术为解决上述技术不足，采用改性的技术方案，一种超细金刚石线锯电解磨削线切割方法，包括以下步骤，
[0007]S1，首先，采用放线—粗拉丝—精拉丝—收线的工艺流程，生产出超细金刚母线；
[0008]S2，其次，PLC作为逻辑控制中心，控制微拉机设备的放卷系统、传动系统、摆杆系
统、收卷系统、排线系统及气动系统，实现完全自动化控制；
[0009]S3，然后，以金刚石线锯切割机为基础，在线切割处喷流电解与冷却两用电解液，由金刚石线锯、待加工工件及电解液组成电流回路，并对机床与待加工工件进行绝缘处理，以实现电解磨削与线切割的复合；
[0010]S4，最后，对切割完成后的原料进行清洗，并自然冷却，冷却完成后，即完成制作。
[0011]作为本专利技术的进一步优选方式，步骤S1中，原材料通过水箱拉丝机进行初次拉拔，完成粗加工；后使用精密微拉机进行微细拉拔，使线材直径达到超细金刚母线标准，并使用专业磨具加工线材表面，保证线材表面平整度。
[0012]作为本专利技术的进一步优选方式，步骤S3中，在加工工件与切割线间附加交流电源，利用电解液的导电性发生电化学反应，在机械磨削的同时复合电化学钝化或腐蚀。
[0013]作为本专利技术的进一步优选方式，步骤S3中，所述电解液使用NaOH溶液，选择喷液导电方式，利用铜质喷嘴将电解液喷流至线锯与加工工件的接触处，并将电极夹持在喷嘴上。
[0014]作为本专利技术的进一步优选方式，步骤S3中，金刚石线锯的轻张力控制系统，轻张力控制系统由压力传感器、PLC、上位机及电动机组成。
[0015]作为本专利技术的进一步优选方式，步骤S4中，所述清洗溶液中包括有盐酸、氢氟酸、碳酸氢钠进行混合的溶液，其中所述所述盐酸的浓度为0.5mol/L、氢氟酸浓度为0.4mol/L、所述碳酸氢钠浓度为0.3mol/L。
[0016]作为本专利技术的进一步优选方式，步骤S1，所述超细金刚石线锯的直径控制在30
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40mm之间。
[0017]本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术将传统金刚石线锯线切割工艺与电解电化学微细加工工艺结合，解决了传统金刚石线锯切割SiC时加工表面质量较低且无法切割金属基碳化硅增强材料的问题，使所切SiC工件的表面质量提升，提高了切割效率，延长了设备使用寿命。
附图说明：
[0018]图1，本专利技术的工艺流程图；
[0019]图2，本专利技术的金刚石线锯电解磨削加工系统原理图；
[0020]图3，本专利技术的金刚石线锯电解磨削材料去除原理图。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]请参阅图1
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3，本专利技术提供一种技术方案：一种超细金刚石线锯电解磨削线切割方法，包括以下步骤，
[0023]S1，首先，采用放线—粗拉丝—精拉丝—收线的工艺流程，生产出直径为30微米的超细金刚母线；
[0024]S2，其次，PLC作为逻辑控制中心，控制微拉机设备的放卷系统、传动系统、摆杆系
统、收卷系统、排线系统及气动系统，实现完全自动化控制；
[0025]S3，然后，以金刚石线锯切割机为基础，在线切割处喷流电解与冷却两用电解液，由金刚石线锯、待加工工件及电解液组成电流回路，并对机床与待加工工件进行绝缘处理，以实现电解磨削与线切割的复合；
[0026]S4，最后，对切割完成后的原料进行清洗，并自然冷却，冷却完成后，即完成制作。
[0027]步骤S1中，原材料通过水箱拉丝机进行初次拉拔，完成粗加工；后使用精密微拉机进行微细拉拔，使线材直径达到超细金刚母线标准，并使用专业磨具加工线材表面，保证线材表面平整度。
[0028]步骤S3中，在加工工件与切割线间附加交流电源，利用电解液的导电性发生电化学反应，在机械磨削的同时复合电化学钝化或腐蚀。
[0029]步骤S3中，所述电解液使用NaOH溶液，选择喷液导电方式，利用铜质喷嘴将电解液喷流至线锯与加工工件的接触处，并将电极夹持在喷嘴上。
[0030]步骤S3中，金刚石线锯的轻张力控制系统，轻张力控制系统由压力传感器、PLC、上位机及电动机组成。
[0031]步骤S4中，所述清洗溶液中包括有盐酸、氢氟酸、碳酸氢钠进行混合的溶液，其中所述所述盐酸的浓度为0.5mol/L、氢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超细金刚石线锯电解磨削线切割方法，其特征在于：包括以下步骤，S1，首先，采用放线—粗拉丝—精拉丝—收线的工艺流程，生产出超细金刚母线；S2，其次，PLC作为逻辑控制中心，控制微拉机设备的放卷系统、传动系统、摆杆系统、收卷系统、排线系统及气动系统，实现完全自动化控制；S3，然后，以金刚石线锯切割机为基础，在线切割处喷流电解与冷却两用电解液，由金刚石线锯、待加工工件及电解液组成电流回路，并对机床与待加工工件进行绝缘处理，以实现电解磨削与线切割的复合；S4，最后，对切割完成后的原料进行清洗，并自然冷却，冷却完成后，即完成制作。2.根据权利要求1所述的一种超细金刚石线锯电解磨削线切割方法，其特征在于，步骤S1中，原材料通过水箱拉丝机进行初次拉拔，完成粗加工；后使用精密微拉机进行微细拉拔，使线材直径达到超细金刚母线标准，并使用专业磨具加工线材表面。3.根据权利要求1所述的一种超细金刚石线锯电解磨削线切割方法，其特征在于，步骤S3中，在加工工件与切割线间附加交流电源，利用...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，刘健，
申请(专利权)人：江苏海和光电新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：