铜化学机械抛光材料去除机理研究

本文根据铜CMP过程中表面材料的磨损行为,建立了铜CMP时的材料去除率构成成分模型,并通过材料去除率实验,得出了各机械、化学及其交互作用所引起的材料去除率及其作用率:当np=nw=200r/min时,有最佳材料去除率,此时单纯的机械作用率为9.2%;单纯的化学作用率为仅为2.1%,抛光垫的机械与化学交互作用率为5.08%;磨粒的机械与化学交互作用率为83.6%。通过对实验结果进行分析,可得如下结论:硅片化学机械抛光中,一定的参数下有一个最优的抛光速度;在最优的速度下,机械与化学之间交互作用达到平衡,这时可获得最高的材料去除率;硅片化学机械抛光过程是一个多变的动态过程,仅仅通过增加机械作用或化学作用不能获得理想的材料去除效果。本文的研究结果可为进一步研究硅片CMP时的材料去除机理提供理论参考依据。     

WC-Co硬质合金刀具材料与钛合金化学匹配性研究

为对硬质合金刀具-钛合金工件材料在切削加工过程中的化学反应情况作出准确判断,采用化学热力学研究了切削过程中化学变化所伴随着的能量变化。本文通过化学热力学原理对WC-Co硬质合金刀具材料与钛合金Ti-6Al-4V的化学匹配性进行了计算,分析判断刀具材料与钛合金材料成分发生化学反应的可能性以及其反应的剧烈程度。研究表明,钛合金化学活性较强,高温下很容易与刀具材料发生反应,且温度越高,反应越剧烈。刀具材料和工件材料化学匹配性研究是切削加工特别是高速切削时刀具材料选择和保护以及刀具磨损机理分析的前提,可为加工钛合金的硬质合金刀具高速切削性能研究提供理论指导和依据。     

硬质合金刀具材料的现状与展望

1引言硬质合金以其高硬度、高耐磨性和高强度而著称，作为刀具材料已有悠久历史。随着科学技术的进步、加工效率的提高和CAD／CAM的发展，硬质合金的应用领域也日益扩大，对其性能也提出了愈来愈高的要求。因此，国内外学者在改善硬质含金刀具材料性能方面做了大量研究工作，先后对其抗弯强度[1]、冲击性能[2，3]、粘结剂[4，5]和组织[6，7]等方面进行了详细探讨，取得了可喜进展。同时，大家都十分重视新型硬质合金刀具材料的开发和应用。本文将对硬质合金刀具材料的现状与发展趋势作一概述。2新型硬质合金刀具材料2．1超细硬质合全硬质…     

硬质合金刀具材料的新进展

目前硬质合金刀具已发展成完整的系列 ,成为刀具结构发展的主流。文中介绍了近几年来硬质合金刀具材料的新进展     

硬质合金刀具材料发展现状与趋势

回顾了各种硬质合金刀具材料的基本性能和发展现状,并对各种刀具材料技术的研究成果及发展趋势进行了探讨,同时提出了今后的发展方向.     

304不锈钢化学机械抛光工艺参数研究

为优化抛光效果、节省成本及提高效率,研究抛光压力、抛光液流量、抛光转速和抛光时间对304不锈钢材料去除率和表面粗糙度的影响。实验结果表明:在抛光压力为13.79 kPa、抛光液流量为15 mL/min、抛光时间为35 min、抛光转速为60 r/min的工艺条件下,304不锈钢去除速率达到226.56 nm/min,表面粗糙度降至6 nm,既节约了成本又保证了最好的表面粗糙度和较高的材料去除速率。      

化学机械抛光304不锈钢用抛光液成分研究

由于304不锈钢的优良特性,未来其将成为柔性显示器衬底的主要材料之一。为提高304不锈钢化学机械抛光的速率和质量,研究不同氧化剂在不同质量浓度或体积浓度及不同pH值下, 对材料去除率和表面粗糙度的影响。结果表明:氧化剂Fe₂O₃、H₂O₂、FeCl₃都在pH=2时抛光效果最佳,氧化剂KMnO₄在pH=10时抛光效果达到最佳。在最佳的pH值下进行抛光,H₂O₂的体积浓度为10 mL/L时,表面粗糙度R_a最好,为4 nm;在FeCl₃质量浓度为4.0 g/L时,材料去除率最高,为209 nm/min。      

化学机械抛光过程抛光液作用的研究进展

化学机械抛光(CMP)已成为公认的纳米级全局平坦化精密超精密加工技术。抛光液在CMP过程中发挥着重要作用。介绍了CMP过程中抛光液的作用的研究进展,综合归纳了抛光液中各组分的作用,为抛光液的研制和优化原则的制定提供了参考依据。     

化学机械抛光超薄SUS304不锈钢抛光液研究

柔性显示已成为下一代显示技术的研究热点,不锈钢材料是柔性大尺寸显示器衬底的主要材料之一。为优化不锈钢表面的超光滑无损伤加工,采用化学机械抛光（CMP）技术,通过正交试验,研究磨料粒度尺寸、分散剂、氧化剂、磨料质量、缓蚀剂用量等因素对抛光后材料去除率和表面粗糙度的影响。试验结果表明:磨料粒度尺寸对表面粗糙度的影响最大,其次为双氧水、丙三醇、草酸、磨料质量;影响材料去除率的因素排列是磨料粒度尺寸、磨料含量、丙三醇含量、草酸含量、双氧水含量。      

抛光垫特性对硬质合金刀片CMP加工效果的影响

目的研究不同种类的抛光垫对硬质合金刀片表面化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing/Planarization,CMP)加工过程的影响,为实现硬质合金刀片高效精密CMP加工提供有效参考。方法利用Nanopoli-100智能抛光机,通过自制的Al2O3抛光液,分别采用9种不同种类的抛光垫对牌号为YG8的硬质合金刀片进行CMP实验,将0~40、40~80、80~120 min三个加工阶段获得的材料去除率和表面粗糙度进行对比,同时观察最佳的表面形貌,分析抛光垫特性对CMP加工效果的影响。结果在抛光转速60 r/min,抛光压力177.8 k Pa的实验条件下,9种不同类型的抛光垫中仅有5种适合用于YG8硬质合金CMP加工。而且抛光垫的表面粗糙度在YG8刀片CMP加工过程中的影响最为显著,抛光垫表面粗糙度越高,CMP加工的材料去除率越高。此外,抛光垫的使用时间对CMP过程也有影响,抛光垫使用时间越长,CMP的材料去除率越小。结论 YG8硬质合金刀片经5种不同类型抛光垫CMP加工后,其表面的烧伤、裂纹等缺陷均得到了极大改善。当使用细帆布加工40 min时,材料去除率最高,为47.105 nm/min;当使用细帆布加工80min时,表面粗糙度最低,为0.039μm。     

硬质合金刀具涂层技术现状及展望

随着切削技术的发展,硬质合金刀具涂层技术不断进步,正朝着涂层成分多元化、涂层结构多层化、工艺组合多样化和基体结构梯度化方向发展。本文对硬质合金刀具涂层方法和现状等进行了综述,展望了硬质合金涂层技术的前景和发展方向。     

高锰钢钻削用机夹式硬质合金刀具研究

为克服传统的焊接固定式钻头的不易更换、工艺性差的缺点,设计开发了机械夹持式的硬质合金钻削群钻。利用遗传算法给出了基于最大生产率的钻削参数优化结果,并进行新型机夹式刀具的钻削高锰钢的试验研究,得出了机夹式刀具的设计是可行的结论。同时,采用新型刀具加工,切削力和扭矩都相应的有所下降,其中轴向力下降了20%左右,扭矩下降了15%左右,切削效率也就得到了提高。     

硬质合金高端产品及新材料发展趋势分析

2011年国家再次将高端硬质合金列入《新材料产业"十二五"发展规划》重点发展新材料。本文从切削工具、采掘工具、耐磨零件三大硬质合金核心应用领域的产品市场发展前景出发,阐明了硬质合金领域具有代表性的高技术含量、高附加值产品及其预期性能指标,重点分析了超细及纳米硬质合金、超粗晶硬质合金、涂层技术及钨资源高效、环保综合利用等方面亟需突破的关键技术,综述了金属陶瓷刀具、新型粘结相硬质合金、金刚石弥散强化硬质合金、超细无粘结相WC硬质合金、钢结硬质合金等值得关注的发展方向。希望对我国发展高端硬质合金,全面提升硬质合金产品质量和档次提供有益的参考。     

硬质合金生产中的增氧反应及其影响

主要探讨了硬质合金生产中氧的引入,氧在合金生产过程中特别是烧结过程中的化学反应,残留氧对硬质合金产品的影响,并从实际生产角度提出了一些解决方案。     

硬质合金刀具钴和碳化钨的浸出研究

硬质合金刀具在高速切削时,必须使用水基加工液。然而发现使用时水基加工液会使硬质合金中的钴、碳化钨浸出。本文通过浸泡试验,借助于扫描电镜和能谱分析,研究了不同温度时三乙醇胺溶液、碳酸钠溶液和苯并三氮唑溶液对硬质合金刀具中钴和碳化钨浸出的影响。实验结果表明:三乙醇胺溶液对硬质合金刀具中的钴有浸出的作用,常温下钴的浸出率为17.32%,随着温度的升高浸出作用明显,150℃时钴的浸出率为47.72%;碳酸钠溶液对硬质合金刀具中碳化钨有浸出作用,常温下钨的浸出率为13.28%,随着温度的升高,碳化钨的氧化溶解加剧,钨元素的浸出更加明显,150℃时钨的浸出率为45.59%;苯并三氮唑溶液对硬质合金中的钴无浸出作用,对硬质合金中的钨浸出作用不明显,150℃时钨的浸出率为1.28%。     

CVD金刚石涂层硬质合金刀具的研究进展

概述了CVD金刚石涂层硬质合金刀具的研究现状及存在的问题,重点对近五年CVD金刚石涂层硬质合金刀具基体预处理方法、涂层内应力的表征方法等方面的研究现状进行了综述。     

硬质合金切削刀片优化设计

为降低硬质合金切削刀片的制造成本,可以通过控制产品的公差带,为法后角大于0°的产品的锋利刃口设计保护性直台,为负角刀片设计周边尺寸可直接压制达到M级精度等级水平的模具,结合现代高精度模具制造技术和精密压制技术,在物料成本、人工费用、机器费用三方面综合达到节约硬质合金产品制造成本1%～3.5%的目的。     

线切割加工硬质合金模具的WC浸出机理及抑制研究

快走丝线切割工作液组成包括水、基础油、表面活性剂、爆炸剂、防锈剂、缓蚀剂、极压剂、防腐剂等,而碳酸钠是一种常用的防锈剂。本文采用实验研究与理论分析相结合的方法,通过硬质合金的浸泡实验与实际切割实验,借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDX)等设备,研究了碳酸钠对硬质合金中WC浸出的影响。研究结果表明:在硬质合金的线切割加工过程中,由于高温的作用,硬质合金表面的WC会由于氧化作用而生成三氧化钨,加入碳酸钠后,溶液为碱性环境,易生成钨酸根离子,三氧化钨的氧化溶解程度加剧。三氧化钨脱落之后,内层的WC继续氧化溶解促使了W的浸出,从而降低了硬质合金的硬度、耐磨性和使用寿命。在工作液中添加硼砂、油酸三乙醇胺和苯并三氮唑能够有效抑制WC的氧化溶解,减少W的浸出。