硬脆材料的环形电镀金刚石线锯加工试验研究Word文档下载推荐.doc

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第１９期５

第３期　

文章编号：

０６—５Ｘ（０７００５０　１０８２２０）３—０６—４

硬脆材料的环形电镀金刚石线锯加工试验研究　

盂剑峰韩云鹏葛培琪　

（山东大学济南２０６）５０１　

摘要本文利用环形电镀金刚石线锯对硬脆材料单晶硅、Ｔ５陶瓷进行了切割试验，究了锯切力、料加工表面质　Ｌ５研材

量及锯丝的磨损。

研究发现，相同加工参数下，在切割Ｌ５Ｔ５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Ｌ５Ｔ５陶瓷均为脆性去除方式；

因为Ｌ５Ｔ５陶瓷断裂韧　性高，同样加工条件下，在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；

丝首先在焊口处断裂，锯由于锯丝不能自转，沿锯丝圆周方向磨损不均匀。

　关键词硬脆材料；

环形电镀金刚石线锯；

加工试验　

Ｔ１４Ｑ６　文献标识码Ａ　中图分类号

Ｃｕｔｉｇｈａｄ－ｉｔｅｍａｅｉｌ　ｔ　ｎｌｓ　ｔｎ　ｒｂｒｔｌ　ｔｒａｓｗｉｈｅｄｅｓｅｅｔｏｌｔｄｄｉｍｏｄｗｉｅｓｗ　ｌｃｒｐａｅ　ａｎ　ｒ　ａ

ＭｅｇＪａｆｎ　Ｈａ　ｎｅｇＧｅＰｅｑｎ　ｉｎｅｇｎＹｕｐｎ　　ｉｉ　

（ｈｎｄｎ　ｎｅｉ，ｉｎ２０６，ｈｎ）ＳａｇｏｇＵｉｒｔＪａ　５０１Ｃｉａ　ｖｓｙｎ

ＡｂｔａｔＴｅｃｔｎ　ｘｅｍｅｔｆｉｃｎａｄＬ５　ｅａｃｕｉｇｅｄｅｓｅｅｔｐａｅ　ｉｏｄｗｒ　ａ　ｓｃｎｕｔｄｈ　ｓｒｃ　ｈ　ｕｔｇｅｐｒｎ　　ｌｏ　ｎ　Ｔ５ｃｒｍｉ　ｓ　ｎｌｓ　ｌｃｒｌｔｄｄａｎ　ｉｅｓｗｗａ　ｏｄｃｅ．Ｔｅｉｉｏｓｉｎｏｍ

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随着科学技术的不断发展，晶硅、程陶瓷等硬　单工脆材料在半导体工业、械工业、化工业等领域的应　机石用越来越广泛。

切片是材料加工的一道重要工序，其　

采用电主轴和变频调速器，现了主轴的无级调速，实即　

锯丝速度的无级调速；

了使进给速度能够自动适应　为

锯丝的切割能力，利于保护锯丝，件进给采用恒压　有工

加工质量的好坏直接影响后续工序的加工及最终加工　质量。

环形电镀金刚石线锯切片这一新的加工技术具　

有切缝窄、切效率高、片质量好、环境污染小等　锯切对优点。

因此，对这一加工技术进行深人系统的试验研　

力进给方式；

冷却。

环形电镀金刚石锯丝长度为　水２２　ｍ，．５ｍ直径０５ｍ金刚石磨粒平均尺寸为０６　．　ｍ，．４

ｍ。

－　

试验以锯丝速度、进给压力、恒材料作为可变的因　

究，揭示加工工艺参数与锯切力、加工质量、锯丝磨损　

问的关系具有重要意义。

素，考察材料的锯切力、加工质量、锯丝磨损等。

被加工硬脆材料为单晶硅、东大学自制的Ｌ５　山Ｔ５陶瓷，其性能如表１所示。

ｌ试验设置　

环形电镀金刚石线锯加工机床为自己设计：

过　通

山东省自然科学基金资助项目（２０Ｆ６　Ｙ０６Ｉ）

孟剑峰等：

硬脆材料的环形电镀金刚石线锯加工试验研究　

５　７

表１Ｌ５　Ｔ５陶瓷与单晶硅的材料性能　

的，法向力时无退让作用。

另外，刚石线锯加工与　受金磨削加工不同之处还在于金刚石锯丝在切割过程中锯　丝整个加工面受到工件的夹持作用，要较大的切向　需力来克服切屑和加工表面对锯丝的摩擦。

所以线锯加　工时力比Ｆ／小于磨削时的力比Ｆ／，　　　Ｆ。

２２￣－表面微观形貌分析　．ｊｒｎ

图３图４分别为单晶硅和Ｌ５、Ｔ５陶瓷在锯丝速度　

２试验结果及讨论　

２１加工工艺参数对锯切力之比的影响　．

为１　／，０ｍｓ恒进给压力为４Ｎ时的加工表面微观形貌　　

图。

图１图２为法向锯切力Ｆ与切向锯切力Ｆ之比　、　　（　Ｆ）Ｆ／　的变化曲线。

可以看出，Ｔ５陶瓷的比值在　Ｌ５０９．５—１０．３之间，晶硅的范围为１４单．６—１６。

Ｌ５　．８Ｔ５陶瓷比值小于单晶硅，因为对于单晶硅，此加工条　是在

件下，给速度在０１３ｍｍｓ０７１ｍ／之问，进．４　／至．４　ｍｓ而　切割Ｌ５Ｔ５陶瓷时，给速度在００２ｍ／进．１　ｍｓ至０００．６　

ｍ／范围内，ｍｓ加工Ｌ５Ｔ５陶瓷时进给速度与锯丝速度　相比非常小，小于加工单晶硅的进给速度与锯丝速度　

之比，而进给速度与锯丝速度之比越小，比Ｆ　力／Ｆ越　

小。

图３单晶硅线锯加工ＳＭ图　Ｅ

霍　

晕　

蝼　

（丝速度Ｖ：

１　／，锯ｓ０ｍｓ恒进给压力Ｆ＝　　　４Ｎ）

锯丝速度Ｖｍｓ，／　（）

图１锯丝速度对力比的影响（恒进给压力Ｆ＝Ｎ）　４　

霍　

量　

趟　

图４Ｌ５　Ｔ５陶瓷线锯加工ＳＭ图　Ｅ

（丝速度Ｖ＝１　ｓ恒进给压力Ｆ＝Ｎ）锯ｓ０ｍ／，　４　

恒进给应力Ｆ（　　Ｎ）

图２恒进给压力对力比的影响（丝速度　＝１　ｓ锯０）