近年來,隨著現(xiàn)代工業(yè)及科技的快速發(fā)展,硬脆材料得到廣泛的應用。不同硬脆材料在不同領域的應用對加工的精度、樣式等也有不同的要求,但在進行加工時,第一道工序一般都是對材料進行切割。而硬脆材料在精密切割加工中要具有低成本、高效率、高利用率、無環(huán)境污染等技術要求。
01 切割技術發(fā)展
切割技術發(fā)展至今主要經(jīng)歷三個階段。
第一階段是使用金剛石刀具進行剛性切割,其切割過程中產(chǎn)生的振動及噪聲會影響加工精度還會造成原料損耗,尤其是加工大尺寸工件時還會造成崩邊、碎片等情況,這些問題限制了金剛石刀具剛性切割在大尺寸硬脆材料中的進一步應用。
第二階段是使用游離磨料線切割技術,游離磨料配合鋼線可以進行大尺寸原料切割,鋼線線徑較小、振動較低,因此切割縫更窄,可以提高原料的利用率。但鋼線使用過程中磨損嚴重且線徑損耗高因此切割過程中只能增大耗線量并降低進給速度,導致切割效率下降。其次游離磨料中的硬質顆粒在切割過程中劃過材料表面可能會導致裂紋,顆粒團聚會導致表面質量變差,甚至斷線等問題。
第三階段是固結金剛石磨料的多線切割技術,采用金剛石線配合多線切割機進行切割,這種方法解決了游離磨料線切割產(chǎn)生的問題,已經(jīng)成為硬脆材料切割加工的主流方式。固結磨料多線切割技術具有切割效率高、切片尺寸更大、切縫更窄等優(yōu)點。
02 切割液性能分析
切割液是固結金剛石磨料多線切割技術在使用過程中不可或缺的一部分。切割液原液以去離子水為基體,復配潤滑劑、潤濕劑、沉降劑、消泡劑等多種添加劑,同時具有冷卻、潤滑、滲透等作用。
**導熱性能:**在切割過程中固結金剛石線高速往復運動中產(chǎn)生大量的熱,高溫不僅會降低金剛石線的壽命也會影響原料切割表面質量;
**潤滑性能:**優(yōu)異的潤滑性能夠減緩高速切割過程中金剛石線的磨損,降低線耗。并減少切割過程中原料的大塊剝落,提高切割面表面質量;
**潤濕、滲透性能:**隨著原料尺寸的增大及線徑的減小,切割過程中切割液難以進入切割區(qū)導致斷線、碎片,優(yōu)異的滲透、潤滑性可以保證切割液及時進入切割區(qū)域,其次優(yōu)異的潤濕性也能保證切割液的覆蓋率減少氫氣的產(chǎn)生,避免切割產(chǎn)生的粉塵吸附,具有一定的清潔功能;
**體系穩(wěn)定性:**在金剛石線高速往復運動下,液池中溶液的穩(wěn)定性既保證了切割質量,又能延長工作液使用周期;其次切割產(chǎn)生的粉塵沉降太快會沉積堵塞機器管道,太慢又會對切割表面進行破壞,影響切割表面質量;其次為了響應國家環(huán)保的號召,切割液應使用溫和無刺激、無毒、無害原料。
因此,金剛石固結磨料多線切割仍需一款具有優(yōu)異的潤滑性、潤濕性、抗泡性及體系穩(wěn)定性且綠色環(huán)保的切割液。實驗室開發(fā)了幾款性能優(yōu)異的金剛石線鋸用高效切割液。
03 產(chǎn)品及性能特點
優(yōu)異的潤滑性能,減少切割過程中線痕、斷片的產(chǎn)生率,降低硅片表面粗糙度、表面翹曲度和總厚度偏差;
優(yōu)異的表面潤濕性,保證切割過程中切割液的覆蓋率,減少氫氣的產(chǎn)生,避免硅粉吸附,具備優(yōu)異的清潔性能;
優(yōu)異的抗泡性能和適合的硅粉沉降性能,保證液池中溶液的穩(wěn)定性,延長工作液使用周期,避免硅粉快速沉積并堵塞機器管道;
環(huán)保型產(chǎn)品,溫和無刺激,不含有毒、有害、刺激性原料;
減少金剛石線的單位切割線耗,提高加工效率,降低生產(chǎn)成本;
稀釋倍數(shù)可調,適應多種切割工藝條件。