电镀工艺参数对金刚石锯丝复合镀层质量影响研究

本文进行了采用复合电镀法制备电镀金刚石锯丝试验,重点分析了上砂与镀层加厚阶段采用不同的阴极电流密度与时间,对锯丝复合镀层外观质量、锯丝表面金刚石磨粒含量和磨粒埋入深度的影响.研究结果表明,当锯丝表面固结粒度为20 μm的金刚石磨粒时,上砂与镀层加厚阶段均可采用2.0A/dm2的阴极电流密度,对应的最佳电镀时间分别为7 ...     

金刚石线锯悬浮上砂法制作工艺的研究

悬浮上砂法的基本原理是将锯丝基体放置在上砂槽中,槽中的金刚石微粉通过搅拌悬浮在镀液中,通过金属的电沉积将悬浮在镀液中的金刚石微粉固结在芯线基体上.利用悬浮上砂法,以φ0.3 mm的高碳钢丝为基体,选取M20/30～M22/36的金刚石微粉为磨料,选用瓦特型镀液制造金刚石线锯.结果表明:随着上砂电流密度、上砂时间、搅拌速度和金刚石微粉浓度的增加,锯丝表面金刚石微粉的沉积量逐渐增加,当增加到一定值之后不再继续增加.实验得到的最佳的上砂工艺参数为:上砂电流密度5A/dm2,上砂时间4 min,搅拌速度200 r/min,金刚石微粉浓度30 g/L.     

悬浮上砂金刚石线锯的锯切性能试验分析

采用不同上砂位置的悬浮上砂电镀金刚石线锯对单晶硅进行锯切试验,记录锯切时间,计算锯切效率,对比不同上砂位置锯丝的锯切性能。用扫描电镜对锯丝上砂及磨损情况进行观测,用表面粗糙度仪对硅片表面粗糙度进行测量。试验结果表明:不同上砂位置的锯丝的磨粒密度相差较大,上砂位置靠近上砂槽体中心的锯丝磨粒密度最大;磨粒密度较大的锯丝的锯切效率较高。磨粒密度为585 颗/mm的锯丝锯切效率为4.949 mm2/min,比磨粒密度为446 颗/mm的锯丝锯切效率(2.158 mm2/min)提高了138%;用磨粒密度不同的锯丝加工出的硅片表面质量差别不大;锯丝的磨损及损伤形式主要是磨粒的磨损、磨粒的脱落及锯丝镀层的磨损与损伤。      

环形树脂结合剂金刚石线锯研制

固结磨料线锯切割相当于磨削加工,切割表面损伤层浅,因而锯切表面质量更高.电镀金刚石锯丝已经在工程实际中获得一定应用,但制造成本较高.而树脂结合剂锯丝成本则非常低.本文用1Cr18Ni9不锈钢丝作为环形锯丝的基体材料,其焊接接头可承受最大拉力110 N,疲劳寿命超过1.2×105次.不锈钢丝经表面处理后,直接刷涂树脂金刚石磨料混合物,再经过干燥及烘烤工序制成树脂结合剂金刚石线锯丝.涂层中树脂占35%、金刚石磨料(平均直径20μm)占50%、纳米铜粉占15%.用该锯丝切割硅晶体.切割速度4 m/s,恒力驱动进给.检测证明:切割表面平整,表面粗度达Ra0.8 μm.原因是树脂结合剂弹性较好,能有效地减小切割系统的振动,但其切削效率、使用寿命方面不如电镀金刚石线锯高.     

固结磨料金刚石锯丝制造技术

随着晶体尺寸的增大和切片质量要求的提高,固结磨料金刚石线锯的研制引起高度重视.电镀金刚石线锯具有磨粒把持强度高、耐磨性好等特点,但锯丝制造周期长,制造成本高,可采用毡刷摩擦阴极表面等工艺提高电镀金刚石锯丝的生产率.树脂结合剂金刚石锯丝的制造工艺简单,成本低,但在树脂加热固化过程中易引起金属丝青脆,可在树脂中添加微细铜粉提高锯丝的强度.采用镍涂层为金刚石磨料,可以提高锯丝的金刚石把持强度.     

环形电镀金刚石线锯研究

环形电镀金刚石线锯是将金刚石磨粒固着于环形钢丝基体上的一种切割工具。使用自制的环形电镀金刚石线锯进行多晶硅的切割试验,阐述了钢丝基体材料的选择,焊接方法,环形电镀金刚石线锯的制作工艺。采用切割工艺参数为:锯丝线速度20～40 m/s,工件进给速度2～10 mm/min,锯丝张紧力60～100 N。试验表明:硅片表面平整光滑,表面粗糙度Ra达到0.328～0.562μm,体现出环形金刚石线锯切割的良好特性。     

Ni–金刚石复合镀层制备工艺及其性能研究

为探究金刚石固结磨料研磨盘的复合电沉积制备工艺,对Ni–金刚石复合镀层制备工艺及其性能进行了研究。通过扫描电镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机分析研究镀液金刚石浓度、电流密度、温度、沉积时间对复合镀层质量的影响。经试验得到最佳工艺参数:金刚石浓度40g/L,电流密度3A/dm2,温度50℃,沉积时间90min。经检测Ni–金刚石复合镀层表面平整,且金刚石粉末沉积均匀,复合镀层的耐磨性能相较于传统的镍层明显提高。     

利用金刚石线锯切割硅晶体的实验研究

本文综述了脆性材料的塑性转变理论、脆性材料塑性加工研究进展情况,进行了环形金刚石线锯丝切割硅晶体的实验.锯丝单方向连续运动,因而可以提高切割速度,锯丝运动速度为10 m/s和21 m/s两种.工件进给速度分别为8.4 mm/min,12.6 mm/min和20 mm/min等三种.用扫描电镜检测切割表面并与往复式线锯切割表面进行比较.实验结果及理论分析表明:锯丝上单个磨粒切削深度极小,切割表面平整、无崩碎现象,表面粗糙度值达1.4 μm～3 μm,接近粗磨加工后的表面.进给速度增大,表面粗糙度有所增大;切削速度提高,表面粗糙度降低不明显,这与理论分析不一致,其原因是工艺系统振动、冲击所致.锯丝磨损、磨料脱落是降低切割表面质量的另一原因.     

Ni-P-α-Al2O3纳米复合电镀工艺研究

采用复合电镀技术,在黄铜表面制备高硬度的Ni-P-α-Al2O3纳米复合镀层,研究了阴极电流密度、纳米α-Al2O3添加量、镀液pH值、镀液温度和电镀时间对镀层硬度的影响。结果表明:当镀液温度为45℃,阴极电流密度为4A/dm2,镀液pH值为4.0,电镀时间为40min,镀液中纳米α-Al2O3的质量浓度为10g/L时,所得镀层均匀、细致、平滑,经适当热处理后,显微硬度可达到1 332HV。     

不锈钢镀铬液有机添加剂新工艺

往常规镀铬溶液中加入有机添加剂,采用不同的电流密度、镀液温度、pH值和电镀时间进行镀铬,经过对镀层的形貌、厚度及结合力等性能进行比较取舍,获得了最佳镀液配方和工艺:CrO3250g/L,H2SO42.5g/L,Cr3 3g/L,甲醛8~10g/和丁二酸8~10g/L;在室温(20℃),镀液pH值为1.5,电流密度30A/dm2,电镀时间60min。该法既提高镀铬液的阴极电流效率又降低生产能耗,可获得光亮平滑、硬度高、结合力好的镀铬层。     

电镀金刚石线锯快速植砂工艺研究

为了提高电镀金刚石线锯的制备效率,通过金刚石微粉表面化学镀镍、钢丝基体磁化处理等方式改进上砂工艺,结合SEM、EDS及高斯计等研究不同工艺因素对电镀线锯的制备效率及耐用度的影响。结果表明:基体磁感应强度、金刚石质量浓度及上砂时间对线锯制备效率及耐用度有重要影响;采用磁化基体制备线锯的最佳上砂工艺参数为:电流密度5 A/dm2、基体磁感应强度0.6mT、上砂槽金刚石质量浓度15g/L、上砂时间30s、温度45℃。采用最佳工艺参数制备线锯的上砂时间缩减为金刚石及钢丝基体没有处理时制备线锯的上砂时间的1/20,制备效率可提高81%,同时还能保持较高的耐用度。      

脆性材料用固结金刚石线锯切割技术研究进展

脆性材料在光学元器件行业、半导体行业、光伏产业,石材行业等领域有着重要的应用。通过分析脆性材料常用切割方式、固结金刚石线锯切割原理、固结金刚石线锯制造工艺及固结金刚石线锯机床加工方式等,研究不同加工方式对脆性材料切割质量的影响。结果发现:单向循环式金刚石线锯机床能超长时间高速切割,且线锯线速度稳定,可实现硬脆材料的精密超精密切割,是未来发展的主流;而环形金刚石线锯是单向循环式金刚石线锯机床的重要组成部分,其加工制造工艺是未来发展的难点。      

金属铜辅助化学刻蚀对金刚线切割多晶硅的制绒

针对金刚线切割多晶硅制绒后硅片反射率偏高且切割纹难以去除等问题,采用酸性湿法刻蚀预处理再结合低成本的金属铜辅助化学刻蚀成功的实现了金刚线切割多晶硅片表面制绒。研究结果表明,随着酸腐蚀时间的增加,金刚线切割多晶硅片表面切割纹、粗糙度得到有效改善。倒金字塔结构的引入能够有效地降低硅片表面的反射率。当酸洗预处理时间为5 min,金属铜辅助化学刻蚀时间为15 min时,样品表面倒金字塔结构最均匀,且在300~1 100 nm波长范围内,获得最低平均反射率3.32%。同时优越的减反效果和去除切割纹能力,使得制绒后金刚线切割多晶硅片有望实现高效率的太阳能电池。     

电流密度对喷射电沉积Co-Ni-Cr3C2复合镀层组织及性能的影响

目的研究不同电流密度下,Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层中纳米Cr3C2的含量变化及其对组织性能的影响,确定最佳电流密度。方法采用喷射电沉积的方法,选择不同电流密度(30、40、50、60 A/dm^2)制备Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层。利用SEM、XRD、显微硬度计、摩擦磨损试验机、3D测量激光显微镜对Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层的形貌、成分、结构、硬度和耐磨性能进行研究,并对Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层和Co-Ni合金镀层在不同退火温度下的硬度变化进行比较。结果纳米Cr3C2颗粒的加入未明显改变Co-Ni的异常共沉积,在电流密度为40A/dm^2时,Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层中Cr3C2纳米颗粒的质量分数最高,为12.05%。复合镀层表面凹凸不平,呈瘤状结构。电流密度的增加对复合镀层的成分及相结构影响不大,出现了Co和Cr3C2的衍射峰。Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层的硬度随电流密度的升高,先增大后减小,在电流密度为40 A/dm^2时,硬度最高,为585HV0.05。复合镀层的摩擦系数在电流密度为30、60 A/dm^2时波动较大,在40、50 A/dm^2时波动较小。其磨损体积随电流密度的升高,先减少后增加,在40 A/dm^2时,磨损体积最小。Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层硬度随退火温度的升高,先升高后降低,在退火温度为400℃时,显微硬度最高,为602HV0.05。结论Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层在电流密度发生变化时,其Cr3C2纳米颗粒的沉积量、硬度及耐磨性均发生了变化,在电流密度为40A/dm^2时,沉积量最高,硬度和耐磨性能最佳。此外,Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层在高温退火条件下仍能保持较高的硬度。     

电镀金刚石线锯表面磨粒分布密度的多相机视觉检测

电镀金刚石线锯广泛用于单晶硅、蓝宝石、单晶碳化硅、陶瓷等硬脆性材料的切片加工领域,其表面磨粒分布密度直接影响其切片加工性能.用4台CCD相机采集金刚石线锯表面图像,对图像进行高斯滤波预处理,并基于柱面模型将图像展开,以图像中磨粒重心为特征点,通过特征点匹配及筛选、配准模型求解、图像重采样、图像重合区域去除等方法完成图像...     

一种低成本高性能钢筋混凝土金刚石绳锯的研制

研究了新型超细预合金粉末和橡胶硫化工艺对钢筋混凝土金刚石绳锯的成本和性能的影响。通过新型超细预合金粉末的应用,橡胶硫化工艺的优化,研发并制作出一种低成本高性能的钢筋混凝土金刚石绳锯。用该绳锯对高钢筋含量（钢筋截面积/梁截面积>0.09）的混凝土梁进行切割测试,并对结果进行分析。结果表明,该金刚石绳锯锋利度好,寿命长,切割速度可达2.0~2.8 m2/h,使用寿命可达2.7~3.3 m2/m,处于行业内领先水平。      

Investigation on the brazing mechanism and machining performance of diamond wire saw based on Cu-Sn-Ti alloy

Brazing connection between diamond particles and KSC82 carbon steel wire was established by the Cu-Sn-Ti alloy, and a diamond wire saw of 500 m in length and about 0.75 mm in diameter was fabricated. The brazing morphology of the diamond particles was observed using scanning electron microscopy (SEM), and the products and elemental distribution characteristics at the diamond brazed interface were analyzed by the energy disperse spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction (XRD). The tensile mechanical properties of the brazed diamond wire saw was obtained through tensile tests, and the morphology of the fracture was observed using the SEM to analyze the tensile fracture mechanism. Further, the diamond wire saw was used for slice processing test of G663 granite, and the failure mode of the wire saw was analyzed. The results showed that there was Ti segregation at the diamond brazing interface, and that Ti₂C new phase was detected at the interface, where brazing connection of diamond particles was achieved through by reactive wetting. The tensile and yield strengths of the brazing diamond wire saw were 1289.08 and 923.18 MPa respectively, its plasticity was twice that of original KSC82 steel wire, and the tensile failure mode of the wire saw was ductile fracture. The stable cutting efficiency of the brazing diamond wire saw cutting the G663 granite with cross-sectional dimensions of 480 mm × 260 mm could reach 15 mm/min. There were three abrasive wear modes for the diamond particles of the wire saw working layer, including normal wear, shear fracture and separation, of which separation accounted for 14.3%. The reason for the separation of diamond was attributed to the oxidation of Ti element in Cu-Sn-Ti alloy and the fatigue crack initiation and growth at the diamond brazing interface.