电镀金刚石线锯快速制造工艺及设备的研究

发布时间：2017-05-13 09:18

  本文关键词：电镀金刚石线锯快速制造工艺及设备的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 随着单晶硅、陶瓷等硬脆材料应用的日益广泛,对其加工要求也越来越高。电镀金刚石线锯是解决硬脆材料切割加工,特别是贵重硬脆材料切割加工中较为理想的方法。本文对埋砂法制造电镀金刚石进行了研究,首次提出了一种快速制造电镀金刚石线锯的方法——环形毛带法,并对其进行了研究。研究内容主要包括:电镀金刚石线锯的电镀方法和制造工艺并确定最佳工艺参数,锯切实验设备的设计与制造,根据最佳工艺参数设计一套快速制造电镀金刚石线锯的电镀设备。 本文实验中锯丝基体采用Φ0.3×300mm的钢琴丝,磨料金刚石采用英国DeBeers公司生产的400~#的天然金刚石磨料。实验发现,采用埋砂法和环形毛带法均可以制造出质量稳定、金刚石颗粒分布均匀、镀层与基体结合力良好的金刚石线锯,但是埋砂法制造电镀金刚石线锯电镀时间长、生产效率低、生产成本高,而采用环形毛带法制造电镀金刚石线锯可以弥补这些缺点,适合大批量生产。 采用环形毛带法要求预镀、上砂、加厚采用同一个电流密度值。此方法所用的电流密度为17A/dm~2,预镀、上砂、加厚时间分别为1min,2min,6min。采用环形毛带法制造电镀金刚石线锯较埋砂法所允许的极限电流密度高出近十倍,大大提高了电镀效率,缩短了电镀时间,并在自制的切割设备上对玻璃进行了切割实验。结果表明:锯缝锯口平整,无毛刺和微裂纹,说明采用环形毛带法制造的金刚石线锯能满足硬脆材料的切割要求。 根据环形毛带法制造电镀金刚石线锯所得的参数设计了一套快速制造电镀金刚石线锯的设备,包括电镀槽的结构设计、清洗槽设计、传动系统设计、收线装置设计和电机的选择等。本套设备将整个电镀过程放在一个电镀槽中进行,用隔板将电镀槽分成三段,预镀、上砂、加厚所走过的距离比等于其电镀时间的比,即1:2:6,选定走丝速度为250mm/min,从而可以计算出整个电镀槽的长度。为保证收线和放线速度一致设计了一个由电机带动的橡胶轮,橡胶轮与收线轮之间的摩擦力带动收线轮转动,该电机同时通过一系列的同步带传动来带动电镀槽中的环形毛带转动。该装置保证线速度恒定,实现了快速制造电镀金刚石线锯。
【关键词】：金刚石线锯 制造工艺 线锯设备设计 硬脆材料切割
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TG717
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目录6-9
• 主要符号说明9-10
• 1 绪论10-22
• 1.1 本课题研究的目的与意义10-11
• 1.2 硬脆材料切割方法综述11-13
• 1.2.1 圆片锯切割11-12
• 1.2.2 带状工具切割12
• 1.2.3 线锯切割12-13
• 1.3 金刚石线锯的切割形式研究现状13-15
• 1.4 金刚石线锯的制造工艺研究现状15-21
• 1.5 本课题研究的主要内容21-22
• 2 电镀金刚石线锯的制造原理22-26
• 2.1 复合电镀原理22-23
• 2.2 落砂和法埋砂法的上砂原理23-24
• 2.3 环形毛带法上砂原理24-25
• 2.4 小结25-26
• 3 埋砂法制备电镀金刚石线锯26-43
• 3.1 引言26
• 3.2 实验材料的选择26-28
• 3.2.1 锯丝基体材料的选择26-27
• 3.2.2 金刚石磨料的选择27
• 3.2.3 电镀液的选择27-28
• 3.3 前处理28-30
• 3.4 埋砂法电镀设备30-32
• 3.5 电镀工艺参数对镀层质量的影响32-34
• 3.5.1 电镀液中主要成分对镀层质量的影响32-33
• 3.5.2 电镀工艺参数对镀层质量的影响33-34
• 3.6 电镀工艺34-41
• 3.6.1 预镀电流密度及时间的确定34-36
• 3.6.2 上砂电流密度及时间的确定36-39
• 3.6.3 加厚电流密度及时间的确定39-40
• 3.6.4 后处理40-41
• 3.7 锯丝质量的检验41-42
• 3.8 小结42-43
• 4 环形毛带法制备电镀金刚石线锯43-63
• 4.1 引言43
• 4.2 环形毛带法制备电镀金刚石线锯的原理43-45
• 4.3 环形毛带法电镀设备45-48
• 4.4 影响金刚石上砂量的因素48-52
• 4.4.1 镀液温度的影响48-49
• 4.4.2 阴极电流密度的影响49-50
• 4.4.3 镀液中金刚石含量的影响50-51
• 4.4.4 搅拌速度的影响51-52
• 4.5 锯丝的制备52-59
• 4.5.1 预镀电流密度与镀层厚度的关系52-54
• 4.5.2 上砂时间的确定54-56
• 4.5.3 加厚时间的确定56-59
• 4.6 锯丝质量的检验59
• 4.7 埋砂法与环形毛带法制造金刚石线锯的比较59-60
• 4.8 电镀金刚石线锯的主要缺陷60-61
• 4.9 小结61-63
• 5 电镀金刚石线锯的切割加工性能63-65
• 5.1 切割装置与切割方法63-64
• 5.2 锯切形貌64
• 5.3 小结64-65
• 6 电镀设备设计65-89
• 6.1 引言65
• 6.2 设计依据65-67
• 6.3 电镀槽的结构设计67-70
• 6.3.1 电镀槽的材料67
• 6.3.2 电镀槽的结构67-70
• 6.4 清洗槽的结构设计70-71
• 6.5 传动部分的设计71-82
• 6.5.1 传动部分的结构71-72
• 6.5.2 电机的选择72-73
• 6.5.3 同步带的设计73-75
• 6.5.4 带轮的设计75-76
• 6.5.5 轴的设计76-82
• 6.6 收线装置的结构设计82-86
• 6.6.1 收线轮的设计84-85
• 6.6.2 橡胶轮的设计85-86
• 6.7 排线器的选择86-88
• 6.8 小结88-89
• 结论与展望89-92
• 参考文献92-96
• 致谢96-97
• 攻读学位期间发表的学术论文目录97-98

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 高伟;张景涛;吴平;马伯江;;电镀金刚石切割线的种类及制造工艺的研究概述[J];金刚石与磨料磨具工程;2012年03期

2 张晓杰;胡晓阳;程少辉;王维;张迎九;;液流对电镀金刚石线锯形貌影响[J];金刚石与磨料磨具工程;2012年06期

3 高伟;张景涛;吴平;高荣奇;马伯江;;金刚石线锯悬浮上砂法制作工艺的研究[J];金刚石与磨料磨具工程;2013年01期

4 曹连静;孙玉利;左敦稳;杨扬;童巨特;;金刚石线锯的复合电镀工艺研究进展[J];金刚石与磨料磨具工程;2013年01期

5 张辽远;韩东泽;;电镀金刚石线锯超声振动切割多晶硅材料工艺研究[J];金刚石与磨料磨具工程;2013年01期

6 高航;黄均亮;袁和平;滕晓辑;;悬砂法工艺参数对精密切割用线锯制备质量影响的研究[J];人工晶体学报;2012年06期

7 王亮亮;王秦生;;金刚石线锯上砂工艺对微粉密度的影响[J];中原工学院学报;2012年03期

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1 吕世强;电镀金刚石线锯的实验研究[D];中国海洋大学;2012年

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本文编号：362149