复合电刷镀金刚石线锯的制备及其性能研究

发布时间：2017-04-13 17:03

  本文关键词：复合电刷镀金刚石线锯的制备及其性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：硅、锗、砷化镓和蓝宝石等贵重硬脆晶体材料的应用已经日益广泛。切割加工处于硬脆晶体加工流程的较前端,对后续的加工质量和成本控制有着重要影响。金刚石线锯是硬脆材料切割广泛采用的切割工具。本文研究了复合电刷镀镍-金刚石制备金刚石线锯工艺,并对线锯进行了外观检测及切割性能测试。本文的主要研究内容如下:(1)实验材料的选择和处理研究线锯基体选用直径为0.2mm的镀镍高碳弹簧钢丝,磨料选用平均粒径为20μm镀镍金刚石,并针对选用的材料确定了相应的前处理工艺。镀液采用氨基磺酸镍作为主盐。(2)实验装置的设计研究设计制作电刷镀金刚石线锯的实验设备,该设备主要包括电镀槽、镀液泵送装置、导线轮、收放线装置、张紧装置和旋转刷镀电极等。利用CFD流场仿真开展镀液搅拌均匀性研究,确定搅拌参数。磨粒分散均匀的镀液经镀液泵输送至对辊的刷镀电极处,线锯基体经放线轮、导线轮、张紧轮在刷镀电极处完成上砂后回到收线轮。(3)复合电刷镀金刚石线锯的制备工艺研究探究了电刷镀工艺参数对镀层厚度及镀层质量的影响,在此基础上研究了磨粒浓度、电流密度、走丝速度、刷镀阳极转速对镍-金刚石共沉积磨粒分布密度的影响规律,确定金刚石上砂工艺参数。(4)金刚石线锯的性能测试研究对复合电刷镀法制备的线锯的表面质量和机械力学性能进行了检测。使用自制往复式线切割装置对线锯进行切割性能测试,分析了切缝加工质量。
【关键词】：金刚石线锯 共沉积 电镀 电刷镀 性能
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG717
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注释表12-13
• 第一章 绪论13-23
• 1.1 课题研究背景及意义13-14
• 1.2 硬脆晶体材料切割技术14-18
• 1.2.1 圆锯片切割技术14-15
• 1.2.2 带锯切割技术15-16
• 1.2.3 线锯切割技术16-18
• 1.3 复合电刷镀金刚石线锯技术18-22
• 1.3.1 复合电刷镀金刚石线锯的工艺过程18-19
• 1.3.2 复合电刷镀金刚石线锯的发展19-22
• 1.4 本文主要工作22-23
• 第二章 试验材料选择及前处理工艺研究23-32
• 2.1 引言23
• 2.2 基材的选择及处理23-26
• 2.2.1 线锯基材的选择23-24
• 2.2.2 基材前处理工艺24-26
• 2.3 磨粒的选择及处理26-30
• 2.3.1 磨粒的选择27-29
• 2.3.2 金刚石颗粒前处理工艺29-30
• 2.4 电镀液的选择30-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 电刷镀金刚石线锯装置设计32-48
• 3.1 引言32
• 3.2 设计需求32
• 3.3 装置原理32-33
• 3.4 驱动模块设计33-37
• 3.4.1 毛毡轮驱动装置33-35
• 3.4.2 走丝及张紧装置35-37
• 3.5 镀液搅拌方式的数值模拟37-47
• 3.5.1 CFD方法简介37-38
• 3.5.2 CFD在搅拌中的应用38-39
• 3.5.3 镀槽固液两相流搅拌仿真39-47
• 3.5.4 恒温装置47
• 3.6 本章小结47-48
• 第四章 电刷镀金刚石线锯工艺实验研究48-64
• 4.1 引言48
• 4.2 电刷镀装置许用电流密度研究48-50
• 4.3 电刷镀工艺参数对镀层厚度影响50-53
• 4.3.1 电刷镀工艺参数对镀层厚度影响理论推导50-51
• 4.3.2 电刷镀工艺参数对镀层厚度影响试验验证51-53
• 4.4 电刷镀工艺参数对磨粒分布密度影响53-63
• 4.4.1 电流密度对磨粒分布密度影响分析54-56
• 4.4.2 毛毡转速对磨粒分布密度影响分析56-57
• 4.4.3 走丝速度对磨粒分布密度影响分析57-59
• 4.4.4 金刚石含量对磨粒分布密度影响分析59-61
• 4.4.5 多因素影响的正交试验61-63
• 4.5 本章小结63-64
• 第五章 金刚石线锯性能评价研究64-71
• 5.1 引言64
• 5.2 电刷镀金刚石线锯表面镀层质量检测64-66
• 5.2.1 镀层外观质量检查64-65
• 5.2.2 线锯几何尺寸检查65-66
• 5.3 电刷镀金刚石线锯的机械力学综合性能66-67
• 5.3.1 镀层结合力检测66
• 5.3.2 磨粒固结强度检测66-67
• 5.4 电刷镀金刚石线锯的切割加工性能67-70
• 5.4.1 往复式切割加工装置设计67-68
• 5.4.2 电刷镀金刚石线锯切割性能68-70
• 5.5 本章小结70-71
• 第六章 总结与展望71-73
• 6.1 总结71-72
• 6.2 展望72-73
• 参考文献73-76
• 致谢76-77
• 在校期间的研究成果及发表的学术论文77

【参考文献】

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本文编号：304040