中國有色桂林礦產地址研究所有限公司、國家特種礦物材料工程技術研究中心、廣西超硬材料重點實驗室的陳超在此次中國超硬材料技術發展論壇上作了關于《環形金剛石線鋸應用研究》的技術報告。
論文的主要內容摘要:隨著科學技術的不斷發展,硅材料、藍寶石、工程陶瓷、光學玻璃、寶石等非金屬硬、脆材料在空間技術、機械工業、石化工業、建筑等領域的應用越來越多,而且對用這些材料制造的零件尺寸和形狀精度的要求也越來越高。從20世紀90年代中期開始,由于線鋸切割加工具有窄切縫、切割厚度均勻及翹曲度低等優點,被廣泛應用于單晶硅切片。線鋸分為游離磨料和固結磨料兩類。游離磨料線切割加工效率較低且不利于加工更硬的材料,但在工業切割領域表現穩定,在現代硅片切割領域仍占大部分市場。固結磨料線鋸指金剛石線鋸,具有切割效率高、能加工高硬度材料等優點,市場前景廣闊。游離磨料和固結磨料線鋸加工時鋸絲的運動多為往復式。由于線鋸需要換向,以及線絲較細的原因,線鋸速度低(約10~15m/s),這帶來了兩個問題:一是速度低難以充分發揮金剛石磨粒的優越性能;二是材料加工表面存在換向時的痕跡,影響加工的表面完整性。
環形金剛石線鋸是將金剛石顆粒通過各種方式固結在線絲基體上制成的一種柔性切割工具。Well Diamond Wire Saw公司一直生產銷售幾種型號環形金剛石線鋸,已有幾十年的歷史,其速度最高為20m/s。國內近十年開始對環形金剛石線鋸進行研究。有采用0.8mm的65Mn冷拉鋼絲,使用鎢極氣體氬弧焊焊接成環形;有的使用不銹鋼絲,琴鋼絲等采用電阻對焊的方式焊接,然后對焊接點進行熱處理,提高焊接口的抗拉強度。鋼絲焊接成環形后,需要通過電鍍等方式將金剛石顆粒均勻固結到表面,形成環形金剛石線鋸。有文獻報道使用環形金剛石線鋸切割石材、硅晶濰、碳化硅、陶瓷等,得出了許多研究成果,但在國內工業應用還比較少,主要原因是國內環形金剛石線鋸的使用壽命與進口產品相差較遠,切割線速度也不高,只能在每秒十幾米。
以上文字節選自《環形金剛石線鋸應用研究》,其原文收錄在《2012中國超硬材料技術發展論壇論文集》中。