电镀金刚石线切工具高速生产

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2003年第4期超硬材料与宝石(特辑)第15卷2003年1O月SUPERHARDMATERIAL&GEM总第51期电镀金刚石线切工具高速生产①(日)干蕖康雅等摘要：借助游离磨粒的多线锯切广泛地应用于脆性材料的切割，但该工艺存在效率低下、作业环境恶劣等问题。为了解决这些问题，通过使用树脂结合剂金刚石线切工具或电镀金刚石线切工具，引进了固定磨粒线切工艺。电镀金刚石线切工具具有较高的耐磨性，但生产过程中电镀需要的时间太长，生产成本居高不下，因此不能付诸实际应用。为了降低生产成本，研究推出一种采用毡刷的超高速电镀工艺。一系列实验表

2、明，新开发方法的生产速度比常规生产法快3O倍，且新线切工具的耐磨性高于市场上的线切工具。关键词：磨削；工具；工具寿命；线锯切；切割；金刚石线切工具；电镀；脆性材料中图分类号：TQ164~TQ153文献标识码：A文章编号：1OO4—7468(2003)04-OO36一O50绪言之类的硬质材料或加工点温度高的大口径硅锭的多道切割中极难应用。在这种背景下，为了降低电镀金刚石线切工具的硅、水晶以及各种硬脆材料的切割加工，为提高生产成本，即提高工具的生产速度，开发出金刚石线加工效率主要采用多线切割方式。现行的线切割为边切工具高速电镀生产法，并对其工具性能加以评价，切割边向琴丝供应

3、粘度浆液的游离磨粒方式。但是，该工艺存在的问题是：作业环境恶劣、切口损失大，因本文将介绍有关情况。使用游离磨粒钢丝移动速度难于提高，切割效率的改善受到限制，所以一直渴望着固定磨粒线切工具能得调整电镀法的探讨以应用。鉴于这种情况，电镀金刚石线切工具和树脂结合正如第一部分所述，采用普通电镀法时，线切工剂金刚石线切工具之类的固定磨粒线切工具已相继具的生产速度很慢，这是由于作为磨粒层的镀层生长开发出来，但它们的应用都只限于部分场合。以往开速度非常低(1btm以下)所致。为了提升镀层的生产发的电镀线切工具虽由一些厂家推向市场，但问题是速度，必须增大镀液中的极限电流密度(单位面积电

4、电镀工序中的工具生产时间太长。因此，这种工具只流值)[5]，为此考虑采用下列手段L5]。作为单切短(数m长)线切工具来使用，而长度要求(1)使用扩散系数大的金属盐镀液；10km以上硅锭多线切割工具生产时间竟达1周以(2)提高镀液中金属离子浓度；上，工具成本非常之高，结果尚未在加工现场投入应(3)提高镀液温度；用。(4)提升阴极表面镀液流速(抑制电镀过程中阴因此，考虑到电镀线切工具的这种不足，开发出极表面局部金属离子浓度的下降)。树脂结合剂线切工具[2]，生产成本只有其几十分之对于(1)，扩散系数取决于所使用的镀液种类；对一[¨，且容易加大工具长度。另外，为提高工具耐磨性

5、于(2)，溶解度也有一定的极限；对于(3)，如果过度提和抗扭曲强度，对结合剂中添加金属粉末的树脂结合高镀液温度，势必加速镀液的蒸发，增加镀液的控制剂线切工具[‘也进行了开发。但是，树脂结合剂线切难度。基于这种情况，为探索高速电镀工艺，就(4)进工具的耐磨性和耐热性均比电镀线切工具差，在水晶行了各种研究开发，提出了如下方法L6]：①收稿日期：2003一O8—1636维普资讯http://www.cqvip.com(a)使用阴极表面的镀液强制流动；的琴丝表面用设在超声波清洗机4内的乙醇槽2脱(b)使阴极在镀液中移动；脂，用盐酸槽3可清除氧化物或氧化皮等。经过这些(c)用刷子

6、等摩擦阴极表面预备处理心线表面发生活化，用清洗槽6加以清洗。其中，作为电镀线切工具高速生产法．，决定采用随后以送经电镀槽9的心线作阴极，镍电极作阳极8方法(c)。理由是：磨粒这类颗粒容易共析；用刷子等进行通电。这时使图2所示的旋转毡刷(图1中的7)能实施局部电镀，在线切工具心线这种微小被镀件上夹包住心线并在其上摩擦通过，以便施镀。同时磨粒便于应用。并且，设备结构比其它方法简单，引入费用在镀液中由磁力搅拌装置10进行混合搅拌。镀过的可能不高。另外由于用刷子摩擦阴极表面，垂直方向心线在清洗槽11中除去表面附着的镀液后，由绕线的晶粒生长受到抑制，镀层整洁光滑，[6]磨粒保持性

7、盘13卷绕起来。能有望得到改善。用本装置制作线切工具应考虑多种电镀条件，经1．1线切工具刷镀制作装置初步实验判为特别重要的是镀液种类、刷子转速和磨图1为工具制作装置示意图。首先将用作心线5粒种类，决定对这些参数加以优化。图1线切工具制作过程1．绕线盘；2．去脂槽；3．酸洗槽；4．超声波清洗机；5．心线；6．清洗槽；7．刷子；8．镍阳极；9．电镀槽；10．磁力搅拌装置；11．清洗槽；12．工具钢丝；13．绕线盘；14．电流表；15．微机1．2镀液的选择表1镀液配方电镀线切工具作为切割工具应具有适当的表面镀液类型电解溶液成分硬度，因此电镀金属