Статус исследования и применения ультратонких алмазных отрезных дисков

Ультратонкие алмазные отрезные дискипостепенно привлекли внимание людей благодаря своим преимуществам, таким как ультратонкая ширина режущей канавки, гладкий излом при резке, низкий процент брака и высокая эффективность резки.

 

В этой статье обобщается ход исследований и статус применения основных методов производства ультратонких алмазных отрезных дисков за последние 10 лет, а также представлены методы подготовки ультратонких алмазных отрезных дисков, включая методы гальванического покрытия и отверждения смолы. Метод гальванического покрытия характеризуется простотой оборудования, экологичностью. Преимущества защиты окружающей среды и производства, пригодного для вторичной переработки, стали наиболее вероятным методом подготовки для крупномасштабного промышленного применения. В статье, наконец, указано направление его развития.

 

Изготовление алмазных ультратонких отрезных дисков методом смолы является методом, позволяющим получить хорошее сохранение формы. Обычно в качестве связующего используется термореактивная фенольная смола. Его метод заключается в смешивании алмазных абразивных зерен со смолой, а затем в горячем прессовании для спекания и нагревания. Шлифовка выполняется после отверждения, процесс, который занимает несколько часов и, следовательно, является дорогостоящим в производстве. С развитием технологий термоотверждаемые смолы постепенно вытесняются светоотверждаемыми смолами, которые в основном состоят из базовых полимеров (фотосшиваемых полимеров), реактивных разбавителей (фотополимеризуемых мономеров), фотоинициаторов и добавок. состав. Наиболее существенное различие между ним и смолой термического отверждения заключается в том, что его процесс отверждения представляет собой процесс химической реакции, вызванный поглощением света соответствующей длины волны, а его превращение из жидкости в твердое является результатом увеличения молекулярной массы, а не вызвано улетучиванием растворителя, поэтому он имеет преимущества быстрого отверждения, отсутствия загрязнения и энергосбережения, но ограничивающим фактором является высокая цена его сырья.

Используя фотоотверждаемую смолу для изготовления ультратонких алмазных отрезных дисков, Peng Wei, Gu Taihong и др. использовали фотоотверждаемую смолу в качестве связующего для успешной разработки ультратонкого алмазного отрезного круга толщиной 0,15 мм и завершили испытание на резку одного куска. Форма шлифовального круга после резки: 53 мм × 4 0 мм × 0,15 мм. Испытания на резку проводили на образцах, приготовленных в эксперименте. Благодаря анализу экспериментальных данных окончательный результат показывает, что добавление соответствующего количества SiO2. Это может улучшить общую производительность режущего диска, а когда добавленное содержание частиц составляет 48, режущий эффект режущего диска является лучшим, а режущий излом более гладким. Согласно анализу, основной причиной этого явления является шлифовальный эффект частиц SiO2 на поверхности канавки за счет высокоплотного распределения частиц SiO2 на поверхности исходного холма и шлифовального круга.

В 2004, основываясь на технологии быстрого прототипирования, Яо Чунян, Пэн Вэй и др. изучили технологию быстрого изготовления ультратонких листов алмазного шлифовального круга с использованием светочувствительной смолы в качестве связующего и добавили японские усы REV ( 13 мкм × 70 мкм), для улучшения механических свойств алмазной режущей пластины. Твердость по Кнупу цельного куска составляет около K1000, а твердость по Кнупу алмаза достигает K7000E. Смешайте алмазный микропорошок и нитевидные кристаллы с подготовленной фоточувствительной смолой в количественном отношении, равномерно перемешайте и пропылесосьте для удаления пены, залейте в форму для тонкого отрезного круга при комнатной температуре, отвердите и придайте ей форму с помощью ультрафиолетового излучения. Размер сформированного ультратонкого листа алмазного отрезного круга: 52 мм × 40 мм × 0,15 мм. Испытания на резку отрезных дисков с различными составами доказывают, что добавление нитевидных кристаллов REV в отрезные диски из светочувствительной смолы может улучшить шлифовальные характеристики отрезного диска и улучшить качество разрезаемого материала после резки.

Добавление только SiO2 или нитевидных кристаллов в режущий лист ограничивает улучшение характеристик режущего листа и не может удовлетворить фактические потребности. В 2004 Ли Чэнфу и другие использовали в качестве связующего эпоксидную смолу LC-2800 производства Showa Polymer Company. Смола отверждается облучением ультрафиолетовым светом для производства ультратонких листов, а ее твердость, прочность и износостойкость улучшаются за счет добавления частиц и волокон SiO2 в качестве наполнителей. Метод изготовления листа для нарезки кубиков представляет собой метод высокоскоростного центрифугирования, то есть сначала капают жидкую смолу в центр подложки, а затем позволяют подложке вращаться с высокой скоростью, чтобы жидкая смола диффундировала по поверхности. подложка образует тонкую пленку и облучает ультрафиолетовым светом на верхних 10 мм. Чтобы отвержденная смола затвердела, чтобы получить ультратонкое режущее лезвие, размер пробного лезвия составляет 54 мм × 40 мм × 0,05 мм. Сравнительные эксперименты по резке различных образцов доказывают, что метод центрифугирования можно использовать для изготовления ультратонких алмазных режущих листов, а добавление гранулированных наполнителей может повысить твердость, а волокнистые наполнители могут повысить прочность. Углеродное волокно имеет лучшие характеристики.

 

2.2 Метод гальваники

Метод гальванического покрытия представляет собой процесс осаждения тонкого слоя других металлов или сплавов на металлическую подложку с использованием принципа электролиза. Это процесс использования электролиза для прикрепления слоя металлической пленки к поверхности металлических или других частей материала. Частицы попадают в композитное покрытие в процессе электролиза. Гульельми считает, что частицы, попадающие в композитное покрытие, в основном основаны на двухступенчатом механизме адсорбции: на первом этапе частицы, несущие ионы, и молекулярные пленки растворителя адсорбируются на поверхности электрода, что называется слабой адсорбцией. Он находится в равновесии с взвешенными в ванне частицами. Частицы в слабо адсорбированном состоянии удаляют свои адсорбированные ионы и сольватированную пленку и непосредственно контактируют с поверхностью катода, образуя необратимую электрохимическую адсорбцию, которая становится сильной стадией адсорбции. Далее следует внедрение сильно адсорбированных частиц в покрытие в процессе электроосаждения металла.

В 2000 году Лю Динфу из Южно-Китайского технологического университета представил метод использования композитного покрытия, который представляет собой процесс изготовления алмазных дисковых пил с покрытием из никель-кобальтового сплава в качестве клея. Лезвие) Используйте тонкое пильное полотно через каждые 6-7 мм, чтобы выпилить зазор длиной 9 мм в направлении диаметра, чтобы последующие алмазные частицы и покрытие в качестве связующего вещества имели аналогичный механический мозаичный эффект, чтобы в дальнейшем усилить стык композитного покрытия и подложки Force, продлить срок службы пильного диска. В методе шлифования используется метод шлифования, то есть используйте пипетку для поглощения гидрофилизированных алмазных частиц и равномерного распределения их по восходящей поверхности осаждения, а затем слегка вибрируйте пильное полотно, чтобы алмазные частицы могли находиться в стабильном контакте с подложкой. . После предварительного покрытия, шлифовки, утолщения и блестящего покрытия наконец получается хорошее покрытие. Окончательно доказано, что никель-кобальтовый сплав можно использовать в качестве связующего для получения хорошего покрытия при изготовлении алмазного инструмента.

В 2002 году Guo Tiefeng и Yang Yanjun предложили впервые использовать фосфаты для получения химических конверсионных покрытий. Формула (г/л): щавелевая кислота 5, фосфорная кислота 15, оксалат натрия 4, динатрийфосфат 10, хлорат натрия 5; условия эксплуатации Для: температура 20 градусов, время 5мин. Подготовленное химическое конверсионное покрытие лучше всего подходит для аустенитной нержавеющей стали, которая имеет хорошую электропроводность, может обеспечить плавный процесс электроосаждения и предотвратить сильное соединение материала электроосаждения с подложкой, чтобы облегчить отслоение покрытия.

Для стадии электрохимического осаждения используется гальванический раствор Ni-Co. Формула гальванического раствора (г/л): сульфат никеля 220-240, сульфат кобальта 15-30, борная кислота 25-35, хлорид натрия 10-20 и соответствующее количество патента добавки , Алмазный порошок 5-10. Рабочие условия эксперимента: температура гальванопокрытия 45 ~ 50 градусов, значение pH 4,1 ~ 4,5, Dk=2 A/дм³, перемешивание воздушным насосом, прерывистое время 10 мин. Композитное покрытие снимается с подложки путем нагревания и штампуется на машине для холодной штамповки. Для готового продукта, изготовленного в ходе эксперимента, эксперимент по сравнению листов для резки показывает, что продукт может соответствовать требованиям к резке, а стоимость снижается на 1/3.

Чжоу Линьхуа, Сюй Цзяньхун и др. из Восьмого научно-исследовательского института ядерной промышленности Шанхая в патенте, поданном в 2003, подробно описали способ изготовления ультратонких алмазных отрезных дисков. . В качестве анода используется никелевая пластина, а в качестве катода – нержавеющая сталь. Раствор для гальванического покрытия получают добавлением алмазных абразивов, борной кислоты и добавок к смешанному раствору гидратированной соли металлического никеля или гидратированной соли металлического никеля и других гидратированных солей металлов. Формула (г/л): никель серная кислота 150-300, сульфат кобальта 3-20, борная кислота 25-40, хлорид никеля 30-60, первичный отбеливатель 0. 2-2, вторичный отбеливатель 0.2-2, смазка 0.05-1. Параметры процесса гальваники: Dk=2A/дм³, значение pH 4,1~4,5, температура 45~50 градусов, плотность алмаза 5~20 г/л, время может контролировать толщину композитного гальванического слоя. Поместите катод и анод в гальванический раствор, и после включения питания под действием электронов алмазный абразив и ионы металла равномерно эвтектоидно наносятся на подложку катода для получения композитного гальванического слоя. Аккуратно согните подложку катода, гальванически покрытую композитным слоем, в форму дуги, слой композитного гальванического покрытия легко отделяется от подложки катода, и, наконец, получается разделенное алмазное и никель-кобальтовое композитное покрытие. После трех часов гальваники можно получить композитное покрытие толщиной 20 мкм.

Основываясь на различных подложках и различных методах удаления композитных покрытий, в 2009 году Лю Цзиньлун из Даляньского технологического университета подробно представил метод использования алюминиевого сплава в качестве подложки для алмазно-никелевых композитных покрытий в статье «Экспериментальные исследования по улучшению производительности». композитных электроосажденных алмазных пил». Подготовка, подложка из алюминиевого сплава помещается в гальванический резервуар в качестве катода после предварительной обработки для совместного осаждения алмазного металла, после получения желаемой толщины покрытия вынимается и подвергается электролизу в самодельном электролитическом резервуаре. , а подложку разъедают подходящим капельным электролитом для получения алмазного композитного покрытия. Полученное композиционное покрытие было исследовано на царапины и лезвийный износ на кремниевой пластине и стекле. После резки лезвие оставалось острым без коробления и других деформаций, а характеристики соответствовали требованиям. Хэ Чаньяо представил метод изготовления ультратонких алмазных отрезных дисков с пластиковым покрытием в качестве подложки в патенте, на который подана заявка в 2009 году.

В качестве подложки катода он выбирает пластик с покрытием, предварительно осаждает на поверхность слой алмаза и помещает в электролит, смешанный с 18-25 солью никеля, 1-2 солью натрия, 1-3 кобальтом и 2-4 раствор кислоты. Среди них в качестве анодной подложки используется никелевая пластина высокой чистоты, температура составляет 3 0 градуса ~ 40 градусов, а значение pH составляет 4.2-4.6. Алмаз наносят на алмазную поверхность катодной подложки электроосаждением для закрепления алмаза, таким образом получая толщину 0,5. 02 ~ 1 мм гальванический слой. Затем катодную подложку с гальваническим слоем помещают в приготовленный раствор хлороформа с добавлением 2-го этанола, растворяют покровную пластмассу и получают алмазно-никелевое композитное покрытие, которое вырезают до нужного размера с помощью постобработки.