Forschungs- und Anwendungsstatus von ultradünnen Diamanttrennscheiben

Ultradünne Diamant-Trennscheibenhaben aufgrund ihrer Vorteile wie ultradünne Schnittrillenbreite, glatter Schnittbruch, geringe Ausschussrate und hohe Schneideffizienz allmählich die Aufmerksamkeit der Menschen auf sich gezogen.

 

Dieser Artikel fasst den Forschungsfortschritt und den Anwendungsstatus der wichtigsten Herstellungsmethoden für ultradünne Diamanttrennscheiben in den letzten 10 Jahren zusammen und stellt die Herstellungsmethoden für ultradünne Diamanttrennscheiben vor, einschließlich Galvanisierung und Härtungsharzverfahren. Das Galvanoverfahren zeichnet sich durch seine einfache Ausstattung aus, die Vorteile des Umweltschutzes und der recyclebaren Herstellung sind zum wahrscheinlichsten Aufbereitungsverfahren für eine großtechnische Anwendung geworden. Der Artikel wies schließlich auf seine Entwicklungsrichtung hin.

 

Die Herstellung von ultradünnen Diamanttrennscheiben nach dem Harzverfahren ist ein Verfahren, mit dem eine gute Formbeständigkeit erzielt werden kann. Im Allgemeinen wird duroplastisches Phenolharz als Bindemittel verwendet. Seine Methode besteht darin, Diamant-Schleifkörner mit Harz zu mischen und dann durch Heißpressen zu sintern und zu erhitzen. Das Schleifen erfolgt nach dem Aushärten, ein Prozess, der Stunden dauert und daher teuer in der Herstellung ist. Mit dem technologischen Fortschritt werden wärmehärtbare Harze allmählich durch lichthärtbare Harze ersetzt, die hauptsächlich aus Basispolymeren (photovernetzbaren Polymeren), reaktiven Verdünnungsmitteln (photopolymerisierbaren Monomeren), Photoinitiatoren und Additiven bestehen. Komposition. Der wichtigste Unterschied zwischen ihm und thermisch aushärtendem Harz besteht darin, dass sein Aushärtungsprozess ein chemischer Reaktionsprozess ist, der durch Absorption von Licht einer geeigneten Wellenlänge verursacht wird, und seine Umwandlung von flüssig in fest das Ergebnis einer Molekulargewichtserhöhung ist, die nicht durch Lösungsmittelverflüchtigung verursacht wird Es hat schnelle Aushärtung, umweltfreundliche und energiesparende Vorteile, aber der einschränkende Faktor ist der hohe Preis seiner Rohstoffe.

Unter Verwendung von photohärtbarem Harz zur Herstellung ultradünner Diamanttrennscheiben verwendeten Peng Wei, Gu Taihong usw. photohärtbares Harz als Bindemittel, um erfolgreich eine ultradünne Diamanttrennscheibe mit einer Dicke von 0,15 mm zu entwickeln und fertigzustellen die Schnittprüfung an einem Stück. Die Form der Schleifscheibe nach dem Schneiden ist: 53 mm × 4 0 mm × 0,15 mm. An den im Experiment hergestellten Proben wurden Schneidtests durchgeführt. Durch die Analyse experimenteller Daten zeigt das Endergebnis, dass eine angemessene Menge an SiO2 hinzugefügt wird. Es kann die Gesamtleistung der Trennscheibe verbessern, und wenn der hinzugefügte Partikelgehalt 48 beträgt, ist die Schneidwirkung der Trennscheibe am besten und der Schneidbruch glatter. Laut Analyse ist die Hauptursache für dieses Phänomen die Schleifwirkung von SiO2-Partikeln auf der Oberfläche der Rille durch die hochdichte Verteilung von SiO2-Partikeln auf der Oberfläche des ursprünglichen Hügels und der Schleifscheibe.

Im Jahr 2004 untersuchten Yao Chunyan, Peng Wei usw. auf der Grundlage der Rapid-Prototyping-Technologie die Rapid-Manufacturing-Technologie von ultradünnen Diamantschleifscheibenplatten unter Verwendung von lichtempfindlichem Harz als Bindemittel und fügten japanische REV-Whisker hinzu ( 13μm×70μm), um die mechanischen Eigenschaften der Diamant-Schneidblattbindung zu verbessern. Die Knoop-Härte eines einzelnen Stücks beträgt etwa K1000, während die Knoop-Härte von Diamanten bis zu K7000E beträgt. Mischen Sie Diamant-Mikropulver und Whiskers quantitativ in das vorbereitete lichtempfindliche Harz, rühren Sie es gleichmäßig um und saugen Sie es ab, um es zu entschäumen, gießen Sie es bei Raumtemperatur in die dünn geschnittene Schneidradform und härten und formen Sie es durch UV-Strahlung. Die Größe des geformten ultradünnen Diamant-Trennscheibenblechs beträgt: 52 mm × 40 mm × 0,15 mm. Schneidtests von Trennscheiben mit unterschiedlichen Rezepturen belegen, dass das Hinzufügen von REV-Whiskern zu Trennscheiben aus lichtempfindlichem Harz die Schleifleistung der Trennscheibe und die Qualität des geschnittenen Materials nach dem Schneiden verbessern kann.

Das alleinige Hinzufügen von SiO2 oder Whiskers zu dem Schneidblatt ist hinsichtlich der Verbesserung der Leistung des Schneidblatts begrenzt und kann die tatsächlichen Anforderungen nicht erfüllen. 2004 verwendeten Li Chengfu und andere das von Showa Polymer Company hergestellte Epoxidharz LC-2800 als Bindemittel. Das Harz wird durch die Bestrahlung mit ultraviolettem Licht gehärtet, um ultradünne geschnittene Bleche herzustellen, und seine Härte, Festigkeit und Verschleißfestigkeit werden durch Zugabe von SiO2-Partikeln und -Fasern als Füllstoffe verbessert. Das Herstellungsverfahren der Schneidfolie ist ein Hochgeschwindigkeits-Schleuderbeschichtungsverfahren, d. h. zuerst das flüssige Harz auf die Mitte des Substrats tropfen lassen und dann das Substrat mit hoher Geschwindigkeit rotieren lassen, so dass das flüssige Harz darauf diffundiert Substrat, um einen dünnen Film zu bilden, und bestrahlt mit ultraviolettem Licht in den oberen 10 mm. Um das gehärtete Harz zu verfestigen, um eine ultradünne Schneidklinge herzustellen, beträgt die Größe der Versuchsklinge 54 mm × 40 mm × 0,05 mm. Die Schneidvergleichsversuche verschiedener Proben belegen, dass sich mit dem Spin-Coating-Verfahren hauchdünne Diamant-Trennblätter herstellen lassen und durch den Zusatz von körnigen Füllstoffen die Härte und durch die faserigen Füllstoffe die Festigkeit erhöht werden kann. Kohlefaser hat eine bessere Leistung.

 

2.2 Galvanisierungsverfahren

Das Galvanisierungsverfahren ist der Prozess der Abscheidung einer dünnen Schicht aus anderen Metallen oder Legierungen auf dem Metallsubstrat unter Verwendung des Prinzips der Elektrolyse. Es ist ein Prozess, bei dem Elektrolyse verwendet wird, um eine Metallfilmschicht auf der Oberfläche von Metall- oder anderen Materialteilen anzubringen. Die Partikel gelangen durch den Elektrolyseprozess in die Verbundbeschichtung. Guglielmi glaubt, dass die Partikel, die in die Verbundbeschichtung eindringen, hauptsächlich auf einem zweistufigen Adsorptionsmechanismus beruhen: Der erste Schritt besteht darin, dass die Partikel, die Ionen und molekulare Lösungsmittelfilme tragen, an der Oberfläche der Elektrode adsorbiert werden, was als schwache Adsorption bezeichnet wird. Es steht im Gleichgewicht mit den im Bad suspendierten Partikeln. Partikel in einem schwach adsorbierten Zustand entfernen ihre adsorbierten Ionen und den solvatisierten Film und treten direkt mit der Kathodenoberfläche in Kontakt, um eine irreversible elektrochemische Adsorption zu bilden, die zu einem starken Adsorptionsschritt wird. Anschließend erfolgt die Einbettung stark adsorbierter Partikel in die Beschichtung während des Metallgalvanikprozesses.

Im Jahr 2000 führte Liu Dingfu von der South China University of Technology ein Verfahren zur Verwendung von Verbundbeschichtung ein, bei dem es sich um einen Prozess zur Herstellung von Diamantkreissägeblättern mit einer Nickel-Kobalt-Legierungsbeschichtung als Klebstoff handelt. Sägeblatt) Sägen Sie mit einem dünnen Sägeblatt alle 6-7 mm einen 9 mm langen Spalt entlang der Durchmesserrichtung, damit die nachfolgenden Diamantpartikel und die Beschichtung als Haftvermittler einen ähnlichen mechanischen Mosaikeffekt haben, um weiter zu kommen Stärkung der Verbindungsstelle zwischen der Verbundbeschichtung und der Substratkraft, Verlängerung der Lebensdauer des Sägeblatts. Das Schleifverfahren übernimmt das Schleifverfahren, das heißt, verwenden Sie einen Tropfer, um die hydrophilisierten Diamantpartikel zu absorbieren und sie gleichmäßig auf der nach oben gerichteten Abscheidungsfläche zu verteilen, und vibrieren Sie dann das Sägeblatt leicht, damit die Diamantpartikel in stabilem Kontakt mit dem Substrat sein können . Nach dem Vorplattieren, Schleifen, Verdicken des Plattierens und Glanzplattieren wird schließlich eine gute Beschichtung erhalten. Es ist schließlich bewiesen, dass eine Nickel-Kobalt-Legierung als Bindemittel verwendet werden kann, um eine gute Beschichtung bei der Herstellung von Diamantwerkzeugen zu erhalten.

Im Jahr 2002 schlugen Guo Tiefeng und Yang Yanjun vor, dass Phosphat erstmals zur Herstellung von chemischen Umwandlungsbeschichtungen verwendet wurde. Die Formel ist (g/L): Oxalsäure 5, Phosphorsäure 15, Natriumoxalat 4, Dinatriumphosphat 1O, Natriumchlorat 5; Betriebsbedingungen Für: Temperatur 20 Grad, Zeit 5min. Die hergestellte chemische Umwandlungsbeschichtung ist am besten mit austenitischem rostfreiem Stahl, der eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweist, den Elektroabscheidungsprozess reibungslos ablaufen lässt und verhindert, dass sich das Elektroabscheidungsmaterial stark mit dem Substrat verbindet, um das Ablösen der Beschichtung zu erleichtern.

Für die elektrochemische Abscheidungsstufe wird Ni-Co-Galvanisierungslösung verwendet. Die Formel der Galvanisierungslösung ist (g/L): Nickelsulfat 220-240, Kobaltsulfat 15-30, Borsäure 25-35, Natriumchlorid 10-20 und entsprechende Menge Patent Zusatzstoffe, Diamantpulver 5-10. Die Betriebsbedingungen des Experiments sind: Galvanisierungstemperatur 45 Grad ~ 50 Grad, pH-Wert 4,1 ~ 4,5, Dk=2 A/dm³, Rühren mit Luftpumpe, Unterbrechungszeit 10 Minuten. Die Verbundbeschichtung wird durch Erhitzen von dem Substrat abgezogen und auf einer Kaltprägemaschine gestanzt. Für das im Experiment hergestellte fertige Produkt zeigt das Schneidblatt-Vergleichsexperiment, dass das Produkt die Schneidanforderungen erfüllen kann und die Kosten um 1/3 gesenkt werden.

Zhou Linhua, Xu Jianhong usw. vom Eighth Research Institute of the Shanghai Nuclear Industry haben in einem in 2003 eingereichten Patent ausführlich das Verfahren zur Herstellung ultradünner Diamanttrennscheiben beschrieben . Die Nickelplatte wird als Anode verwendet und der rostfreie Stahl wird als Kathode verwendet. Die Elektroplattierungslösung wird erhalten, indem Diamantschleifmittel, Borsäure und Zusatzstoffe zu der Mischlösung aus hydratisiertem Nickelmetallsalz oder hydratisiertem Nickelmetallsalz und anderen hydratisierten Metallsalzen gegeben werden. Die Formel ist (g/L): Schwefelsäure Nickel 150-300, Kobaltsulfat 3-20, Borsäure 25-40, Nickelchlorid 30-60, Primärglanzmittel 0. 2-2, sekundärer Aufheller 0.2-2, Gleitmittel 0.05-1. Galvanisierungsprozessparameter sind: Dk=2 A/dm³, pH-Wert 4,1~4,5, Temperatur 45 Grad ~50 Grad, Diamantdichte 5~20 g/L, Zeit kann die Dicke der zusammengesetzten Galvanisierungsschicht steuern. Geben Sie die Kathode und die Anode in die Galvanisierungslösung, und nachdem der Strom eingeschaltet wurde, werden das Diamantschleifmittel und die Metallionen unter Einwirkung von Elektronen gleichmäßig eutektoid auf dem Kathodensubstrat, um eine zusammengesetzte Galvanisierungsschicht zu erhalten. Biegen Sie das mit der Verbundschicht elektroplattierte Kathodensubstrat vorsichtig in eine Bogenform, die Verbundelektroplattierungsschicht wird leicht von dem Kathodensubstrat getrennt, und schließlich wird die getrennte Diamant- und Nickel-Kobalt-Verbundbeschichtung erhalten. Nach dreistündigem Galvanisieren kann eine Verbundbeschichtung von 20 µm erhalten werden.

Basierend auf verschiedenen Substraten und verschiedenen Ablösemethoden von Verbundbeschichtungen stellte Liu Jinlong von der Dalian University of Technology im Jahr 2009 in dem Artikel „Experimental Research on Improving the Performance“ ausführlich das Verfahren zur Verwendung von Aluminiumlegierungen als Substrat für Diamant-Nickel-Verbundbeschichtungen vor von galvanisch abgeschiedenen Verbunddiamantsägen". Vorbereitung: Das Aluminiumlegierungssubstrat wird nach der Vorplattierungsbehandlung zur Co-Abscheidung von Diamantmetall als Kathode in den Plattierungstank gegeben, nachdem die gewünschte Dicke der Beschichtung erreicht wurde, wird es herausgenommen und im selbstgebauten Elektrolysetank elektrolysiert , und das Substrat wird mit einem geeigneten Elektrolyttropfen korrodiert, um eine Diamantverbundbeschichtung zu erhalten. Die erhaltene Verbundbeschichtung wurde auf Kratzer und Klingenverschleiß auf dem Siliziumwafer und Glas untersucht. Nach dem Schneiden blieb die Klinge scharf, ohne sich zu verziehen und andere Verformungen, und die Leistung entsprach den Anforderungen. He Changyao stellte in dem 2009 angemeldeten Patent ein Verfahren zur Herstellung ultradünner Diamanttrennscheiben mit beschichtetem Kunststoff als Substrat vor.

Er wählt beschichteten Kunststoff als Kathodensubstrat, präzipitiert eine Diamantschicht auf der Oberfläche und fügt einen Elektrolyten hinzu, der mit 18-25 Nickelsalz, 1-2 Natriumsalz, 1-3 Kobalt und gemischt ist 2-4 Säurelösung. Unter ihnen wird die hochreine Nickelplatte als Anodensubstrat verwendet, die Temperatur beträgt 3 0 Grad ~ 40 Grad und der pH-Wert beträgt 4,2-4.6. Der Diamant wird auf der Diamantoberfläche des Kathodensubstrats durch Elektroabscheidung abgeschieden, um den Diamant zu verfestigen, wodurch eine Dicke von 0,5 erhalten wird. 02 ~ 1 mm Galvanisierungsschicht. Legen Sie dann das Kathodensubstrat mit der Galvanisierungsschicht in die vorbereitete Chloroformlösung, die mit 2 Ethanol versetzt ist, lösen Sie den Beschichtungskunststoff auf und erhalten Sie die Diamant-Nickel-Verbundbeschichtung und schneiden Sie sie durch ein Nachbearbeitungsstück in die erforderliche Größe.