Ultraohuiden timanttileikkuulevyjen tutkimus- ja käyttötila

Erittäin ohuet timanttileikkauslaikatovat vähitellen saaneet ihmisten huomion etujensa ansiosta, kuten ultraohut leikkausuran leveys, tasainen leikkausmurtuma, alhainen hylkäysnopeus ja korkea leikkaustehokkuus.

 

Tässä artikkelissa esitetään yhteenveto ultraohuiden timanttileikkauslaikkojen tärkeimpien tuotantomenetelmien tutkimuksen edistymisestä ja sovellusten tilasta viimeisen 10 vuoden aikana ja esitellään ultraohuiden timanttileikkauslevyjen valmistusmenetelmät, mukaan lukien galvanointi- ja kovetushartsimenetelmät. Galvanointimenetelmälle on ominaista yksinkertainen laitteisto, vihreä Ympäristönsuojelun ja kierrätettävän tuotannon eduista on tullut todennäköisin valmistusmenetelmä laajamittaiseen teolliseen käyttöön. Artikkeli osoitti lopulta sen kehityssuunnan.

 

Timanttien ultraohuiden leikkauslaikkojen valmistus hartsimenetelmällä on menetelmä, jolla voidaan saavuttaa hyvä muotosäilytys. Yleensä lämpökovettuvaa fenolihartsia käytetään sideaineena. Sen menetelmänä on sekoittaa timanttihiomarakeita hartsiin ja käyttää sitten kuumapuristusta sintraamiseen ja lämmittämiseen. Hionta suoritetaan kovettamisen jälkeen, prosessi, joka kestää tunteja ja on siksi kallis tuottaa. Tekniikan kehittyessä lämpökovettuvat hartsit korvataan vähitellen valokovettuvilla hartseilla, jotka koostuvat pääasiassa peruspolymeereistä (valosilloittuvista polymeereistä), reaktiivisista laimentimista (fotopolymeroituvat monomeerit), fotoinitiaattoreista ja lisäaineista. sävellys. Olennaisin ero sen ja lämpökovettuvan hartsin välillä on, että sen kovettumisprosessi on kemiallinen reaktioprosessi, joka aiheutuu absorboivasta valosta, jolla on sopiva aallonpituus, ja sen muuttuminen nesteestä kiinteäksi on seurausta molekyylipainon kasvusta, ei liuottimen haihtumisesta, joten sillä on nopea kovettuminen, saasteeton ja energiaa säästävät edut, mutta rajoittava tekijä on sen raaka-aineiden korkea hinta.

Peng Wei, Gu Taihong jne. käyttivät valokovettuvaa hartsia ultraohuiden timanttileikkauslevyjen valmistukseen ja käyttivät valokovettuvaa hartsia sideaineena kehittääkseen onnistuneesti erittäin ohuen timanttileikkauslaikan, jonka paksuus on 0,15 mm, ja valmistui. yhden kappaleen leikkauskoe. Hiomalaikan muoto leikkauksen jälkeen on: 53mm × 40mm × 0,15mm. Kokeessa valmistetuille näytteille suoritettiin leikkauskokeet. Kokeellisten tietojen analyysin kautta lopputulos osoittaa, että lisäämällä sopiva määrä SiO2:ta. Se voi parantaa leikkauslevyn yleistä suorituskykyä, ja kun lisätty hiukkaspitoisuus on 48, leikkauslevyn leikkausvaikutus on paras ja leikkausmurtuma on tasaisempi. Analyysin mukaan pääasiallinen syy tähän ilmiöön on SiO2-hiukkasten hiontavaikutus uran pintaan SiO2-hiukkasten tiheästi jakautuneen alkuperäisen mäen ja hiomalaikan pinnalle.

Vuonna 2004 nopeaan prototyyppitekniikkaan perustuen Yao Chunyan, Peng Wei jne. tutkivat ultraohuiden timanttileikkaushiomalaikan levyjen nopeaa valmistustekniikkaa käyttämällä valoherkkää hartsia sideaineena ja lisäsivät japanilaisia ​​REV-viiksiä ( 13μm × 70μm), parantamaan timanttileikkauslevyn sidoksen mekaanisia ominaisuuksia. Yhden kappaleen Knoop-kovuus on noin K1000, kun taas timantin Knoop-kovuus on yhtä korkea kuin K7000E. Sekoita timanttimikrojauhe ja viikset valmistettuun valoherkkään hartsiin kvantitatiivisesti, sekoita tasaisesti ja imuroi vaahtoamisen poistamiseksi, kaada ohueksi leikkauslaikan muottiin huoneenlämpötilassa ja koveta ja muotoile se ultraviolettisäteilyllä. Muodostetun ultraohuen timanttileikkauslaikan levyn koko on: 52mm × 40mm × 0,15mm. Eri formulaatioiden leikkauslaikkojen leikkaustestit osoittavat, että REV-viirusten lisääminen valoherkkiin hartsileikkuulevyihin voi parantaa leikkuulevyn hiontatehoa ja parantaa leikatun materiaalin laatua leikkauksen jälkeen.

Pelkästään SiO2:n tai viiksien lisääminen leikkausarkkiin rajoittaa leikkauslevyn suorituskyvyn parantamista, eikä se voi vastata todellisia tarpeita. Vuonna 2004 Li Chengfu ja muut käyttivät sideaineena Showa Polymer Companyn valmistamaa epoksihartsia LC-2800. Hartsi kovetetaan ultraviolettivalolla säteilyttämällä ultraohuita leikattuja levyjä, ja sen kovuutta, lujuutta ja kulutuskestävyyttä parannetaan lisäämällä täyteaineiksi SiO2-hiukkasia ja kuituja. Kuutioivan levyn valmistusmenetelmä on nopea spin-pinnoitusmenetelmä, eli ensin pudotetaan nestemäinen hartsi alustan keskelle ja annetaan sitten alustan pyöriä suurella nopeudella, jotta nestemäinen hartsi diffundoituu alustalle. substraatti muodostaa ohuen kalvon ja säteilyttää ultraviolettivalolla ylhäältä 10 mm. Kovetetun hartsin jähmettämiseksi erittäin ohuen leikkuuterän saamiseksi koeterän koko on 54 mm × 40 mm × 0,05 mm. Eri näytteiden leikkausvertailukokeet osoittavat, että kehruupäällystysmenetelmällä voidaan valmistaa ultraohuita timanttileikkauslevyjä ja rakeisten täyteaineiden lisääminen voi parantaa kovuutta ja kuitutäyteaineet lisätä lujuutta. Hiilikuidulla on parempi suorituskyky.

 

2.2 Galvanointimenetelmä

Galvanointimenetelmä on prosessi, jossa metallisubstraatille kerrostetaan ohut kerros muita metalleja tai metalliseoksia elektrolyysin periaatetta käyttäen. Se on prosessi, jossa käytetään elektrolyysiä metallikalvokerroksen kiinnittämiseksi metallin tai muiden materiaaliosien pintaan. Hiukkaset pääsevät komposiittipinnoitteeseen elektrolyysiprosessin kautta. Guglielmi uskoo, että komposiittipinnoitteeseen tulevat hiukkaset perustuvat pääasiassa kaksivaiheiseen adsorptiomekanismiin: ensimmäinen vaihe on, että ioneja ja liuotinmolekyylikalvoja kuljettavat hiukkaset adsorboituvat elektrodin pintaan, jota kutsutaan heikoksi adsorptioksi. Se on tasapainossa kylvyssä suspendoituneiden hiukkasten kanssa. Heikosti adsorboituneet hiukkaset poistavat adsorboituneet ioninsa ja solvatoituneen kalvonsa ja koskettavat suoraan katodin pintaa muodostaen palautumattoman sähkökemiallisen adsorption, josta tulee voimakas adsorptiovaihe. Tätä seuraa voimakkaasti adsorboituneiden hiukkasten upottaminen pinnoitteeseen metallin sähkösaostusprosessin aikana.

Vuonna 2000 Liu Dingfu Etelä-Kiinan teknillisestä yliopistosta esitteli menetelmän käyttää komposiittipinnoitusta, joka on prosessi, jossa valmistetaan timanttipyörösahanteriä, joissa on nikkeli-kobolttiseospinnoite liimana. Terä) Käytä ohutta sahanterää joka 6-7mm sahataksesi 9 mm:n pituinen rako halkaisijan suunnassa, jotta myöhemmillä timanttihiukkasilla ja pinnoitteella sideaineena on samanlainen mekaaninen mosaiikkivaikutus. vahvistaa komposiittipinnoitteen ja alustan välistä liitosta Voima, pidentää sahanterän käyttöikää. Hiontamenetelmässä käytetään hiontamenetelmää, toisin sanoen käytetään tippaa imemään hydrofilisoidut timanttihiukkaset ja levittämään ne tasaisesti ylöspäin suuntautuvalle kerrostumispinnalle, minkä jälkeen sahanterää värähtelevät hieman, jotta timanttihiukkaset voivat olla vakaassa kosketuksessa alustaan . Esipinnoituksen, hionnan, sakeutuspinnoituksen ja kirkaspinnoituksen jälkeen saadaan lopulta hyvä pinnoite. Lopulta on todistettu, että nikkeli-kobolttiseosta voidaan käyttää sideaineena hyvän pinnoitteen saamiseksi timanttityökaluja valmistettaessa.

Vuonna 2002 Guo Tiefeng ja Yang Yanjun ehdottivat, että fosfaattia käytettäisiin ensimmäisen kerran kemiallisten konversiopinnoitteiden valmistukseen. Kaava on (g/l): oksaalihappo 5, fosforihappo 15, natriumoksalaatti 4, dinatriumfosfaatti 1O, natriumkloraatti 5; käyttöolosuhteet: lämpötila 20 astetta, aika 5min. Valmistettu kemiallinen konversiopinnoite on paras austeniittisella ruostumattomalla teräksellä, jolla on hyvä sähkönjohtavuus, joka voi saada sähköpinnoitusprosessin sujumaan sujuvasti ja estää sähköpinnoitusmateriaalin vahvan yhdistymisen alustaan, mikä helpottaa pinnoitteen irtoamista.

Sähkökemiallisessa pinnoitusvaiheessa käytetään Ni-Co-sähköpinnoitusliuosta. Pinnoitusliuoksen kaava on (g/l): nikkelisulfaatti 220-240, kobolttisulfaatti 15-30, boorihappo 25-35, natriumkloridi 10-20 ja sopiva määrä patenttia lisäaineet , Timanttijauhe 5-10. Kokeen käyttöolosuhteet ovat: galvanointilämpötila 45 astetta ~ 50 astetta, pH-arvo 4,1 ~ 4,5, Dk=2A/dm³, ilmapumppusekoitus, jaksollinen aika 10 min. Komposiittipinnoite irrotetaan alustasta kuumentamalla ja meistetään kylmäleimauskoneella. Kokeessa tehdylle valmiille tuotteelle leikkauslevyvertailukoe osoittaa, että tuote voi täyttää leikkausvaatimukset ja hinta pienenee 1/3.

Zhou Linhua, Xu Jianhong jne. Shanghain ydinteollisuuden kahdeksannen tutkimuslaitoksen 2003:ssa jätetyssä patentissa kuvaili yksityiskohtaisesti ultraohuiden timanttileikkauslevyjen valmistusmenetelmää. . Nikkelilevyä käytetään anodina ja ruostumatonta terästä katodina. Galvanointiliuos saadaan lisäämällä timanttihionta-aineita, boorihappoa ja lisäaineita hydratoidun nikkelimetallisuolan tai hydratoidun nikkelimetallisuolan ja muiden hydratoitujen metallisuolojen sekoitettuun liuokseen. Kaava on (g/l): rikkihappo Nikkeli 150-300, kobolttisulfaatti 3-20, boorihappo 25-40, nikkelikloridi 30-60, ensisijainen kirkaste 0. 2-2, toissijainen kirkaste 0.2-2, voiteluaine 0.05-1. Galvanointiprosessin parametrit ovat: Dk=2A/dm³, pH-arvo 4,1-4,5, lämpötila 45 astetta ~50 astetta, timanttitiheys 5-20 g/l, aika voi ohjata komposiittipinnoituskerroksen paksuutta. Laita katodi ja anodi galvanointiliuokseen, ja kun virta on kytketty päälle, elektronien vaikutuksesta timanttihioma- ja metalli-ionit ovat tasaisesti eutektoidisia katodisubstraatilla, jolloin saadaan komposiittisähköpinnoituskerros. Taivuta komposiittikerroksella galvanoitu katodisubstraatti varovasti kaaren muotoon, komposiittisähköpinnoituskerros erottuu helposti katodisubstraatista ja lopuksi saadaan erotettu timantti- ja nikkeli-koboltti-komposiittipinnoite. Kolmen tunnin galvanoinnin jälkeen voidaan saada 20 μm:n komposiittipinnoite.

Perustuen erilaisiin substraatteihin ja erilaisiin komposiittipinnoitteiden poistomenetelmiin, Liu Jinlong Dalianin teknillisestä yliopistosta esitteli vuonna 2009 yksityiskohtaisesti menetelmän alumiiniseoksen käyttämiseksi timantti-nikkeli-komposiittipinnoitteiden alustana artikkelissa "Kokeellinen tutkimus suorituskyvyn parantamisesta komposiittielektrodipinnoitetuista timanttisahoista". Valmistelu, alumiiniseossubstraatti asetetaan pinnoitussäiliöön katodina esipinnoituskäsittelyn jälkeen timanttimetallin yhteispinnoitusta varten, kun haluttu pinnoitteen paksuus on saavutettu, se poistetaan, elektrolysoidaan itse tehdyssä elektrolyyttisäiliössä , ja substraatti korrodoidaan sopivalla elektrolyytillä Pudotettu timanttikomposiittipinnoitteen saamiseksi. Saatua komposiittipinnoitetta tutkittiin piikiekon ja lasin naarmuja ja terän kulumista. Leikkauksen jälkeen terä pysyi terävänä ilman vääntymistä ja muita muodonmuutoksia ja suorituskyky täytti vaatimukset. Hän Changyao esitteli vuonna 2009 haettuun patenttiin menetelmän, jossa valmistetaan erittäin ohuita timanttileikkauslevyjä, joiden alustana on päällystetty muovi.

Hän valitsee katodisubstraatiksi päällystetyn muovin, esisaostaa pinnalle timanttikerroksen ja lisää elektrolyytin, johon on sekoitettu 18-25 nikkelisuolaa, 1-2 natriumsuolaa, 1-3 kobolttia ja 2-4 happoliuos. Niistä anodisubstraattina käytetään erittäin puhdasta nikkelilevyä, lämpötila on 30 astetta ~ 40 astetta ja pH-arvo 4.2-4.6. Timantti kerrostetaan katodisubstraatin timanttipinnalle sähkösaostuksella timantin lujittamiseksi, jolloin paksuus on 0,5. 02 ~ 1 mm galvanointikerros. Laita sitten katodisubstraatti galvanointikerroksen kanssa valmistettuun kloroformiliuokseen, johon on lisätty 2 etanolia, liuotetaan pinnoitemuovi ja hankitaan timantti-nikkeli-komposiittipinnoite ja leikataan se haluttuun kokoon jälkikäsittelykappaleen läpi.