从电镀金刚石工具看金刚线(上篇)

发布者:金锐 发布时间:2017/12/29 15:38:00 阅读:

电镀金刚线,主要应用于光伏级硅片的开方和切片,属于金刚石锯切制品,也是电镀金刚石工具。与金刚线类似的锯切工具还有金刚石绳锯、金刚石丝锯。比如金刚石丝锯,它也是在钢丝表面镀上金刚石磨粒,一般用于手工往复拉加工玉石、玛瑙、水晶工艺品的内孔面,也可以用在台式丝锯机上作往复运动,用于曲线、直线切割,还可像金刚石绳锯那样,将它绕到两个绞轮上,张紧后用于切断作业。

       从上面的描述,是不是感觉到它们很像呢?所以,岱勒、三超,与许多做金刚石锯片的企业一样,都是中国机床工具工业协会超硬材料分会的会员。

       由于多晶硅线切市场的爆发,金刚线今年异常火爆,预期这种局面还会延续一段时间,所以很多钢丝、碳化硅、金刚石、光伏企业也纷纷进入了这个领域,欲分一杯羹。为了让大家更好地认识金刚线,本文从电镀金刚石工具的角度浅析下金刚线的结构特点和使用性能。

       1、电镀金刚石工具的特点

       既然金刚线属于电镀金刚石工具,那我们就先了解一下电镀金刚石工具的结构及特点。图1是电镀金刚石工具的结构,可见其结构包括三部分组成:基体、镀层(多是电镀镍)、磨料。其中,磨料弥散分布在金属镀层里,共同组成工作层,起磨削作用;基体具有一定的几何形状、尺寸精度和表面粗糙度,起支持电镀层的作用。

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图1 电镀金刚石工具的结构示意图

       电镀金刚石工具具有以下特点:

       1.结构特点

       电镀金刚石工具只有钢基体和电镀工作层两个部分,电镀层沉积金属厚度一般为金刚石粒径的1/2~2/3,同烧结金刚石工具相比(钎焊工具除外)是非常薄的。

       由于电沉积工艺的特殊性,采用电镀方法可以制造出各种复杂型面或者特别小、特别薄的金刚石工具,且制造出来的工具精度特别高。

       2.镀层特点

       电镀金刚石工具的电镀层金属是通过电结晶形成的,在电镀预处理、工艺控制适当的情况下,镀层十分致密,几乎没有气孔。所以电镀金刚石工具是所有磨具中组织最致密的一种(钎焊金刚石工具组织也极其致密),镀层对金刚石颗粒的接触最充分、把持力特别大。正是因为镀层致密、对金刚石结合牢固,才可以使用高浓度(埋砂法金刚石嵌入镀层中的浓度可高达200%)而不导致磨粒过早脱落,而这是其它方法(除钎焊外)制造的金刚石工具所不能比拟的。

       由于电镀金刚石工具多采用镍或镍钴合金做结合剂,加上组织致密,所以镀层硬度很高,甚至能达到HRC40,明显高于其它类型的金刚石工具,因此电镀金刚石工具从单层角度看是特别耐磨的(仅次于钎焊金刚石工具)。

       镀层中嵌入的金刚石既可以通过埋砂法随机分布和得到高浓度,也可以有序排列和人为控制金刚石的浓度,对于后者,可以更好地发挥金刚石的作用和改善排屑,提高磨削效果。

       3.使用特点

       由于电镀金刚石工具磨料浓度高,在相同磨削速度时,其加工效率明显高于其它工具;由于颗粒数目多,单颗磨粒负荷较小,磨耗较少,因而就同样厚度的工作层而言,电镀工具耐磨性特别高;由于耐磨,因而电镀工具的形状保持性就好,加工精度自然也高;单层电镀工具,磨料出刃高度高,因此切削锋利,易于排屑,摩擦力小发热少。

       综上,单层电镀金刚石工具使用特点为加工效率高、磨削比高、形状和精度保持性好、加工精度高等。但因为是单层,总的寿命相对较低。也有多层电镀金刚石工具,但因电镀组织致密、硬度高、韧性大,第一层金刚石用完后工具的自锐性差,需要通过加大磨削力、提高冷却液流量等方式改善。

       电镀金刚石工具的制造过程是低温电沉积过程,不会对金刚石产生不利的热影响,因此使用时金刚石品质不会有任何下降,这对磨削加工十分有利。


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