电镀金刚石线锯制造工艺及其性能的研究
光伏行业专用电镀金刚石线锯的研制
光伏行业专用电镀金刚石线锯的研制近年来随着太阳能光伏发电的迅猛发展,以电镀金刚石线锯为代表的金刚石工具在硅锭开方和切片领域得到了广泛的应用。
电镀金刚石线锯取代普通砂浆线加工多晶硅、蓝宝石等硬脆材料成为以后发展的趋势。
本文对电镀金刚石线锯的制备以及相应生产设备的设计制造进行了研究。
本文提出了电镀金刚石线锯新的上砂方式—辊轮刷镀法,并对其进行了研究。
研究内容主要包括：辊轮刷镀法上砂槽的设计与制造,此方法上砂固结的原理并确定最佳工艺参数,柔软剂对锯丝拉伸强度和抗弯折性能的影响。
本文实验采用Φ0.25mm的琴钢丝作为基体,磨料采用河南豫星华晶微钻有限公司出品的粒径20-35μm普通金刚石微粉和粒径为22-38μm的镀膜金刚石微粉。
试验表明,落砂法连续电镀制造金刚石线锯,线锯传输速度慢,微粉难以固结与基体上。
埋砂法制造金刚石线锯,允许使用阴极电流密度小,线锯传输速度慢,对收放线设备的精度要求高,上砂量不稳定,不适合大规模生产。
然而,滚轮刷镀法弥补了这些不足。
采用辊轮刷镀法上砂,可以制造出质量稳定、上砂密度均匀、镀层与基体结合良好的金刚石线锯。
经优化改造的辊轮刷镀法生产设备可以应用于规模化生产。
采用辊轮刷镀法上砂,普通微粉和镀膜微粉的最佳电流密度分别为3A/dm2、15.3A/dm2,相应的线锯传输速度为0.21m/min、1m/min.这种方式提高了电镀金刚石线锯制造的速度,缩短了电镀时间。
通过在试验机上对玻璃棒进行切割试验,结果表明：辊轮刷镀法所制备的线锯切割锋利,切口平整,镀层对微粉的固结牢固,无毛刺和微裂纹。
根据辊轮刷镀法上砂原理及工艺参数的要求,设计了一套制造电镀金刚石线锯的小型设备,包括上砂槽、预镀槽、加厚槽的结构设计,前处理槽子的设计以及相应的简单机械传动设计。
金刚石线锯的复合电镀法制备及其性能研究
金刚石线锯的复合电镀法制备及其性能研究在大尺寸半导体基片和功能晶体的切割中。
固结磨料线锯以无可比拟的优点被认为是最好的切割方法之一。
与现有的几种固结超硬磨粒的方法相比,电镀方式具有制造周期短和生产成本低等优势,且电镀线锯具有耐热性和耐磨性良好等特点.固结金刚石线锯的电镀工艺是金刚石线锯生产和应用的关键技术。
本文根据硬脆晶体材料切片加工的要求和电化学共沉积工艺的特点,对固结金刚石线锯的复合电镀工艺进行了试验研究。
根据线锯性能要求,选用316L不锈钢丝作为电镀线锯芯线,金刚石作为第二相颗粒,并设计了相关的前处理工艺。
选择以氨磺酸型高速镀镍液作为基础镀液,通过正交试验研究了双脉冲电镀参数对镀层显微硬度的影响关系,试验结果表明:双脉冲供电模式下的镀层质量优于直流和单脉冲模式;双脉冲的频率和反向脉冲占空比是影响镀层显微硬度的显著因素。
在试验基础上,确定了获得高显微硬度镍镀层的双脉冲电镀参数。
设计并制造了一种连续电镀长线锯的试验设备,并且设计了连续制备长线锯的试验方案,实现了连续电镀。
通过试验研究了不同的上砂工艺,以及实现连续电镀过程中阳极排布方式对复合镀层质量的影响。
试验结果表明:与间歇搅拌的悬浮法相比,埋砂法能在锯丝基体表面上获得分布均匀一致、磨料密度较高的复合镀层;采用双阳极对称分布的方式能够改善锯丝表面电流分布,获得的复合镀层质量较好。
对电镀线锯表面镍—金刚石复合镀层的质量进行了检测,评价了固结金刚石线锯复合镀层质量,进行了切割试验,研究了制备的金刚石线锯的切割性能。
结果表明:固结金刚石线锯线径一致性好,镀层中金刚石颗粒分布均匀,表面积百分数50%以上,镀层对金刚石磨粒的把持力较高;切割加工试验表明,自制的电镀固结金刚石线锯在切割效率和加工精度方面均满足使用要求,并且切缝较窄,明显优于商品线锯。
金刚石线锯制造工艺研究
电镀金刚石线锯的制造工艺研究高伟,窦百香,李艳红,刘伟青岛科技大学摘要:利用复合电镀法,以直径 0 3mm的琴钢丝为基体,选取400#的金刚石作为磨料,选用瓦特型镀液,采用埋砂法制造金刚石线锯。
利用显微镜测试了镀层厚度,利用体视显微镜观察了线锯形貌。
结果表明,上砂电流密度在2 0A/dm2,上砂时间20min时能够获得金刚石磨粒分布均匀、与基体结合力好的金刚石线锯;给出了本实验条件下制造电镀金刚石线锯的最佳电镀工艺参数。
关键词:电镀;金刚石线锯;制造工艺中图分类号:TG717 文献标志码:AStudy on Manufacturing Process of Electroplated Diamond wire SawGao Wei,Dou Baixiang,Li Yanhong,Liu WeiAbstract:A composite electroplating process was used to electroplated diamond wire saw.Piano wire was chosen as the plat ed core of the electroplated diamond wire and the diamond size was400#.Putting the wire into diamond abrasi ves and Watt type solution were used to manufacturing the diamond wire saw.The coating thickness and morphology of the diamond were analyzed by microscope and stereomicroscope.The results show that the current density of the Ni diamond composite electroplating in the range of2.0A/dm2and the time of the Ni diamond composi te electroplating was20min,diamond abrasives will be distributed well and the coating had better adhesion to the substrate.The op timum process parameters of manufacturing the diamond wire saw were con firmed.Keywords:electroplated;diamond wire saw;manufacturing process1 引言随着硬脆材料应用的日益广泛,对其加工要求也越来越高,特别是对单晶硅、宝石等贵重硬脆材料的精密切割加工要求越来越高。
电镀金刚石线锯的实验研究
电镀金刚石线锯的实验研究随着对硬脆材料加工要求的越来越高，切割工具成为人们关注的焦点，固结磨料金刚石线锯被认为是最好的切割工具之一。
与其他制造方法相比，电镀法制造的线锯具有使用寿命长、生产成本低和耐磨性好等优点。
本文对电镀金刚石线锯分别进行间歇化与连续化制造工艺条件的研究，对于长期使用后的废镀液，如果直接排放，即污染环境又浪费重金属资源，本文对废镀液进行了资源的回收处理。
本文实验中的基体选用Φ120μm的琴钢丝，磨料为粒径15μm的金刚石磨料，阳极为镍片(纯度99.9%)，镀液为瓦特型镀液，并对各材料的前处理工艺进行了研究，以保证不影响施镀。
对电镀金刚石线锯间歇化制造工艺的研究，采用悬浮法上砂工艺，对影响上砂量的因素主次关系进行了考察，并且对主要因素影响锯丝表面形貌进行了SEM 观察，得到了最佳的工艺条件为：金刚石质量浓度为80g/L，阴极平均电流密度为2A/dm~2，分散剂（CMC）质量浓度为2g/L，电镀时间为20min，此条件下制得的电镀金刚石线锯上砂量适中，颗粒分布均匀，符合切割的要求。
在悬浮法和埋砂法的工艺基础之上，本文提出了一种新型的制造工艺，即采用埋砂法的预镀、加厚过程，上砂过程将悬浮法的单线工艺改为多线工艺，以此设计出一套连续化制造电镀金刚石线锯的工艺流程。
通过硬度和切割厚度的检测，分别得到了各段的最佳工艺条件，全过程镀液条件为：主盐（硫酸镍）浓度为240g/L，镀液pH为5.0，镀液温度为45℃；预镀、加厚段阴极平均电流密度为2.0A/dm~2，施镀时间分别为13min和26min；上砂段采用间歇搅拌，阴极平均电流密度为2.5A/dm~2、上砂时间为20min。
针对电镀含镍废液处理应用的问题，本文对传统的化学沉淀法进行改进，采用控制pH的方法，将镍离子最终转化为纯度较高的七水硫酸镍，通过对其纯度的测定，得到了最佳的工艺条件为：絮凝剂选择为阴离子型聚丙烯酰胺，其用量为4g/L，pH为9.2～9.9，温度为30℃，此条件下得到的产物纯度在98%左右，可满足基本使用的要求。
电镀金刚石切割线的种类及制造工艺的研究概述
决 游离 磨料 切 割方 式 存 在 的问题 ， 越来 越 多 的人 开始 研 究 固结磨 料切 割 工 具 ， 主要 集 中在 电镀 金 刚石 切 割 线 和树 脂结 合剂 切割 线 … 。 电镀 金 刚石切 割线 就是 以 电镀金 属 把 金 刚 石 通
金 刚石切 割线 的 常用制 造方 法 ， 并对金 刚石切 割 线 的进 一 步研 究进行 了展 望 。 为 电镀 金 刚石 切割 线 的 生
产和研 究提 供 了一 定的指 导 。
关 键 词 电镀 金 刚石切 割 线 ； 割 ； 脆材 料 切 硬 中 图分类 号 Ｔ ７ Ｔ ６ 文献 标 志码 Ａ 文 章编 号 ：０ ６—８ ２ ２ １ ）３— ０ ５— ６ Ｇ ４；Ｑ１４ １０ ５ Ｘ（０ ２ ０ ０ ３ ０
（ ｉ ｄ ｏＵ ｉ ｒ ｔ ｏ ｉ ｃ ａ ｄＴｃｎ ｌ ｙ Ｑ ｎ ｄ ｏ２ ６ ６ ， ｈｎ ） Ｑ ｎ ａ ｎｖ ｓｙ ｆＳ ｅ ｅ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ， ｉ ａ ６ ０ Ｃ ｉ ｇ ｅ ｉ ｃ ｎ ｏ ｇ １ ａ
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电镀金刚石切割线的种类及制造工艺的研究概述
电镀金刚石切割线的种类及制造工艺的研究概述电镀金刚石切割线是一种用于切割材料的工具。
金刚石是目前世界上最硬的材料之一，因此金刚石切割线具有极高的硬度和耐磨性，适用于切割硬材料如石材、陶瓷和玻璃等。
本文将重点研究电镀金刚石切割线的种类及制造工艺。
金刚石切割线有许多种类，根据切割线的形状和用途可分为直线切割线、环形切割线和其他特殊形状的切割线。
直线切割线是最常见的金刚石切割线之一、它通常由金刚石颗粒和金属粉末混合制成，再通过电镀技术将其附着在切割线的金属基体上。
直线切割线的制造工艺较为简单，适用于大多数材料的切割。
环形切割线又称为锯片，是用于切割圆形物体如管材和圆盘的切割工具。
环形切割线的制造工艺要求更高，因为它需要在金属基体上形成一个连续的金刚石刃。
制造过程通常包括将金刚石颗粒与金属粉末混合，然后通过复杂的电镀技术将其附着在金属基体上形成刃部。
环形切割线的制造工艺相对复杂，但它具有更高的切割精度和效率。
除了直线切割线和环形切割线，还有一些特殊形状的金刚石切割线用于特殊的切割需求。
例如，曲线切割线适用于切割复杂形状的物品；花纹切割线可用于切割装饰用石材；平板切割线适用于切割片状材料等。
制造电镀金刚石切割线的工艺大致分为以下几个步骤：选择合适的金刚石颗粒和金属粉末；将两者混合并加入到电解液中制备电镀混合液；将金属基体放入电镀槽中，并将电流通过电解液进行电镀；在电镀过程中，金刚石颗粒会在金属基体上逐渐析出并形成切割刃；根据需要，可以进行多层电镀以增加金刚石切割线的硬度和耐磨性；最后，对切割线进行加工和抛光以达到理想的尺寸和表面光洁度。
需要注意的是，不同种类的金刚石切割线制造工艺会有一定的差异。
例如，环形切割线的制造工艺可能需要额外的步骤如焊接和锯切，以形成一个闭合的环形切割线。
总之，电镀金刚石切割线具有多种类型和制造工艺，包括直线切割线、环形切割线和其他特殊形状的切割线。
制造电镀金刚石切割线的工艺主要涉及金刚石颗粒和金属粉末的混合、电镀过程的控制和后期加工等步骤。
电镀金刚石线锯制备及应用的研究现状
电镀金刚石线锯制备及应用的研究现状王蕊;刘新宽;徐斌;刘平;陈晓红;盛荣生;詹宝华;雷雪松【摘要】The research status of electroplated diamond wire saw was reviewed from several respects including preparation materials (including core and abrasive particle),composite plating processes for embedding of abrasive particles and application (such as slicing ofstone,ceramic,monocrystalline silicon,jewel,and potassium dihydrogen phosphate),and the research directions were forecasted.%从制备材料(包括线芯和磨料)、上砂方法和应用(如切割石材、陶瓷、单晶硅、宝石、磷酸二氢钾晶体)方面对电镀金刚石线锯的研究现状进行综述,展望了其未来的研究方向.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2017(036)012【总页数】5页(P660-664)【关键词】金刚石线锯;电镀;线芯;磨粒;复合镀;切割【作者】王蕊;刘新宽;徐斌;刘平;陈晓红;盛荣生;詹宝华;雷雪松【作者单位】上海理工大学材料科学与工程学院,上海200093;上海理工大学材料科学与工程学院,上海200093;盛利维尔(中国)新材料技术股份有限公司,江苏金坛213200;上海理工大学材料科学与工程学院,上海200093;上海理工大学材料科学与工程学院,上海200093;盛利维尔(中国)新材料技术股份有限公司,江苏金坛213200;盛利维尔(中国)新材料技术股份有限公司,江苏金坛213200;盛利维尔(中国)新材料技术股份有限公司,江苏金坛213200【正文语种】中文【中图分类】TQ153.21. 1 金属线芯为满足切割需要，电镀金刚石线锯的线芯必须具有优良的弯曲疲劳、扭曲性能和高抗拉强度。
晶体硅的金刚石线锯切割性能研究
晶体硅的金刚石线锯切割性能研究金刚石线锯系为通过电镀的方式将金刚石颗粒固结镶嵌在钢丝表面的镀层上制成的一种线锯,以它切割硅片相比于传统的砂浆线锯切割有切割效率高,切割硅屑更容易回收,综合成本低等优势,有大规模应用的广阔前景,但业界对其切割硅片的表面质量与表层机械损伤情况尚存疑问。
我们针对这一问题对晶体硅的金刚石线锯切割性能开展了研究。
对金刚石刻划单晶硅片的机理及模式进行了实验研究。
金刚石在较大压力下刻划时,主要以脆性模式加工晶体硅,划痕呈破碎崩坑状；而在较小的压力下,主要以塑性模式加工晶体硅,划痕相对平直光滑。
金刚石线锯切割硅片表明,硅片表面呈现大量由脆性破碎崩落留下的不规则凹坑,但同时亦出现较长的光滑划痕。
其原因可能是线锯正下方的压力较大,以脆性模式进行反复刻划；而与此同时,线锯侧面金刚石颗粒以小得多的侧向压力对切割暴露出的硅表面进行蹭磨刻划,形成呈塑性特征的切割纹；最终在硅片表面呈现脆性与塑性混合切割模式。
在一台单线切割机上进行了单晶硅片切割实验。
设计并自制了线张力测试装置,研究了进给速度的变化对金刚石线锯线张力,硅片表面形貌及损伤层的影响。
发现随着进给速度的增大,硅片表面宏观的线痕间距及起伏周期增大,而表面形貌和粗糙度值差异不大。
通过逐层腐蚀去除硅片的损伤层,碘酒钝化,测试其少子寿命的方法,测试硅片的损伤层厚度。
测试结果表明：在本实验工艺下,金刚石线锯切割硅片的损伤层厚度基本位于12μm左右；随着进给速度的增大,硅片损伤层厚度有增加的趋势,但增加幅度不大。
对企业试生产的金刚石线锯和普通商业化生产的砂浆线锯切割硅片的表面形貌进行了观察,金刚石线锯切割硅片的表面有规则平直的深浅划痕和破碎凹坑；而砂浆线锯切割的硅片表面无明显划痕,但有较多的破碎凹坑和孔洞。
两种硅片表面整体上都比较平整,而金刚石线锯切割硅片的表面粗糙度值更大。
实验测得砂浆线锯和金刚石线锯切割硅片的损伤层厚度分别为10μm和6μm。
试论电镀金刚石线镀层性能及加工工艺
288百家论坛试论电镀金刚石线镀层性能及加工工艺刘子昂湖南衡阳县第一中学1622班摘要：随着我国科学技术的不断发展，对于先进技术的应用也日益成熟，现阶段，我国硅晶体的硬质合金等一系列材料的应用已经得到很好的体现，在这一过程当中，对于材料应用的要求也变得越来越严格，整个电镀金刚石的性能也有了很大程度的提升。
本文对电镀金刚石线镀层性能及加工工艺进行了讨论以及分析。
关键词：电镀金刚石；线镀层性能；加工工艺本文从电镀金刚石切割线的具体分类情况进行入手，结合了电镀金刚石运用技术的发展情况，并对其性能进行了较为详细的研究，从而优化了电镀金刚石线镀层性能的加工工艺思路，达到了最佳的切割效果[1]。
一、电镀金刚石切割线的具体分类以及意义分析随着当前我国整个硬脆材料行业发展的速度不断的加快，电镀金刚石切割线的应用范围也变得更加广泛，并且在实际应用的过程中取得了较为理想的效果。
一般情况下，整个电镀金刚石的切割线直径大概在0.1毫米到0.3毫米之间，在对其进行且个的过程中，要对直径进行精准的把握，但是由于我国目前对于具体的分类方法掌握并不统一，这也就导致在实际工作的过程中，会出现一些突发情况，一般情况下，会按照材料的具体情况来进行分类，主要分为单股钢丝和双股以及多股钢丝，并且在一定程度上结合了材料的具体应用性能，形成了较为普通的金刚石切割线。
在切割线实际应用的过程中，使用更多的是以截面为主的单根钢丝，其应用的范围相对较广。
对于现阶段的电镀金刚石切割线来说，主要是通过对使用电镀的方法来将整个金刚石磨料进行固结，使之形成切割性，一般情况下，使用的切割面为圆形，并且其主要应用在硅晶体等硬脆材料的切割过程中。
环形的电镀金刚石的切割线是现阶段应用较为频繁的切割技术之一，通过及时有效的应用，从而在一定程度上实现了单向切割，根据相关的研究数据可以看出，在切割的过程中，并不需要改变方向，这也在很大程度上实现了高速切割。
在整个环形切割的过程中，也可以使用电力股钢丝来进行，这样一来，在切割的过程中，要注意对焊接接头的热处理，此环节对于施工人员的专业素质要求相对较高。
三丝绞合电镀金刚石线锯切割晶体硅的性能研究的开题报告
三丝绞合电镀金刚石线锯切割晶体硅的性能研究的开题报告一、选题背景：随着科学技术的不断进步和社会的不断发展，人们对高科技材料的需求越来越高。
晶体硅是一种重要的材料，具有广泛的应用前景，尤其是在电子、光电子、太阳能、生物医学等领域。
而线锯切割是晶体硅加工的一种重要方法，其加工质量将直接影响产品的性能和使用寿命，如何提高线锯切割晶体硅的精度和效率，是当前研究的热点和难点之一。
电镀金刚石线锯切割晶体硅是一种新兴的加工方法，具有切割质量高、效率高、成本低等优点，因此备受研究者的关注。
本研究拟采用三丝绞合电镀金刚石线锯切割晶体硅，研究其性能及作用机理，为晶体硅的高效、精度加工提供理论依据和实验基础。
二、选题目的：本研究拟通过实验方法，对三丝绞合电镀金刚石线锯切割晶体硅的性能进行研究，同时探究其作用机理，并给出优化切割工艺的建议，以期提高晶体硅切割的精度和效率，推动晶体硅加工技术的发展。
三、研究方法：本研究拟采用实验方法，分别选用普通钢芯线锯和电镀金刚石线锯，对晶体硅进行切割比较。
并采用三丝绞合电镀金刚石线锯，研究其切割性能。
在实验中，将测试切割速度、切割深度和表面光洁度等参数，并对切割效果进行评估。
同时，对线锯切割晶体硅的作用机理进行分析，以期为优化切割工艺提供理论依据。
四、预期成果：通过本研究，预期能够获得以下成果：1. 了解电镀金刚石线锯切割晶体硅的基本特性和作用机理。
2. 评价三丝绞合电镀金刚石线锯切割晶体硅的效果，分析其优缺点。
3. 提出优化切割工艺的方法和建议，进一步提高晶体硅的加工精度和效率。
电镀金刚石在线锯方面的研究
金刚石线锯制备流程示意图：
多线切割机工作机构模型
前处理：主要是去掉锯丝基体上的油污和氧化层,再者提高金属基体
和镀层结合力，电镀金刚石线锯与普通电镀处理工序基本相同。
前处理作用：金刚石颗粒进行磁选处理后电镀防止会出现镍瘤,因为
磨料有磁性包裹体，因此电镀前应将有磁铁的磁性将感应较大的金刚石 颗粒磨料移除。对金刚石颗粒进行，酸洗和碱洗后提高金刚石亲水性有 利于上沙。
金刚石线锯在工件 切割时优点
本文的背景及意义
工业应用：
对金刚石线锯进行研究的目的与意义 一、精密电镀工艺为未来的固结磨料 金刚石线锯的高效率、可大批量成产、 切缝小、节约材料、低成本制造得到 了巨大突破应用。
二、金刚石和金属基体前处理 镀层的制备；主要是通过流镀、摩 擦电喷镀、机械镀、激光镀、电泳涂装、 浸镀、复合电镀技术来得到镀层的体现。
金刚石固结技术的研究现状
金刚石固结技术的研究
固结磨粒金刚石线锯结构 固结金刚石锯丝制备工艺流程： 预镀、上砂、加厚镀、后处理 对金刚石线锯进行试验
金刚石线锯的性能研究
单线切割机与多线切割机实验
结论
意义:随着微光电子和晶体行业飞速发展，对半导体和光电晶体等材料的
切屑加工需要更深技术。
高效率、切缝小 可大批量生产 节约材料 低成本、切缝窄 切片质量优质 对环境危害小 对大直径工件加工方便 超硬材料加工精确 生产时间和成本比较短 耐热性和耐磨性能良好优点
后处理的线锯，在镜下得到的图象
•
线锯分别对木材和泡沫陶瓷进行了切割后线锯表面图 像
切割硅片表面特征：
线锯在切割使用前后表面情况：
线锯使用前
未完全失效的线锯
电镀金刚石线锯切割单晶硅技术及机理研究
电镀金刚石线锯切割单晶硅技术及机理研究目前,半导体材料广泛地应用于各种微电子领域,如计算机系统、电子通讯设备、汽车、消费电子系统和工业自动控制系统等,而绝大多数的半导体材料是采用硅晶片。
切片是把单晶硅由硅棒变成硅片的一个重要工序,切片质量的好坏直接影响着后续工序的工作量和成本。
固结磨料线锯切片技术以其锯切效率高、锯口损耗小、面形精度高和切割环境清洁等优点,有望成为单晶硅等硬脆材料切片的未来发展方向。
本文对电镀金刚石线锯切割单晶硅技术进行了深入的试验研究与理论分析,以期为电镀金刚石线锯切片技术的进一步应用提供试验和理论依据。
在理论上探讨了单晶硅各向异性材料特性对电镀金刚石线锯切割硅晶片过程影响。
分析了锯丝沿不同的晶面、晶向锯切对晶片质量的影响规律,并推荐了首选的锯丝切入方向。
研究发现,在确定的工艺参数下,当锯丝切入方向使锯切两边材料的弹性模量分布关于锯丝切入方向呈对称性时,可有效地提高晶片面形质量。
锯丝切入方向与被锯切晶面内的易开裂方向一致时,可有效减少晶片表面破碎。
综合锯丝切入方向对晶片面形质量和表面破碎两方面影响的分析结果,锯切（100）晶面时,首选锯丝切入方向为[001]、[010]、[00（?）]和[0（?）0];锯切（110）晶面时,首选锯丝切入方向为[1（?）0]和[（?）10];锯切（111）晶面,[1（?）0],[（?）10],[01（?）],[0（?）1],[（?）01]和[10（?）]为首选的锯丝切入方向。
通过往复式电镀金刚石线锯加工单晶硅的试验,研究了锯丝速度,工件进给速度和切削液对锯切硅片表面形貌、表面粗糙度（SR）、翘曲度（Warp）、总厚度偏差（TTV）和亚表面损伤层厚度（SSD）的影响规律,并研究了锯丝磨损的形态和机理。
在试验采用的工艺参数范围内,硅片的SR与SSD值随锯丝速度提高和工件进给速度降低而减小;硅片的Warp随锯丝速度和工件进给速度降低而减小;而综合考虑锯丝速度与进给速度的合理匹配关系是获得硅片低TTV值的原则。
金刚石线锯锯切工艺参数的试验研究
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切向锯切力与金刚石粒度的关系
颗粒的压入深度增加， 从而提高了锯切效率； 但同时 也增加了单颗金刚石颗粒的切削面积， 从而使切向 锯切力也增大。
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锯切效率与金刚石粒度的关系
!"$ 锯切速度对锯切过程的影响 金刚石粒度为 ’## $ % ’(# $ ， 进给压力为 #,-. * 图 - 分别为进给速度、 切向锯切力与锯丝 ))。图 "、 速度的关系。由试验结果可以看出： 在侧向压力一定 的情况下， 随着锯丝速度的提高， 锯切效率明显提高， 切向锯切力有所下降。因为随着锯丝速度的提高， 单 位时间内参加切割的金刚石磨粒数将增多， 使锯切效 率随之提高； 另一方面， 锯丝速度的提高会使单颗金 刚石颗粒的压入深度减小， 从而使锯切力降低。 !"! 侧向压力对锯切过程的影响
图& 切向锯切力与锯丝速度的关系
金刚石粒度为 ’## $ % ’(# $ 的锯丝， 锯切速度为 。侧向压力分别取 、 、 、 记录切 ’#) * + /. 2. !’. !-.， 向锯切力值和工件进给速度。图 /、 图 & 分别为工 件进给速度、 切向锯切力与侧向压力间的关系。由 图 / 可以看出： 随着侧向压力的增大， 工件的进给速 度明显增大， 且工件进给速度基本与侧向压力成正 比。因此， 增加侧向压力对提高锯切效率是有益的。 但试验中也发现， 侧向压力的提高会使锯丝产生较 大的弯曲， 从而增加锯丝的弯曲应力， 对提高锯丝的 寿命不利。因此， 侧向压力并非越高越好。由图 & 可以看出， 随着侧向压力的增大， 切向锯切力也随之 增大。分析原因如下： 侧向压力的增大会使金刚石
环形电镀金刚石线锯研究
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广泛 。如何 对 贵 重 硬 脆材 料 进 行 先 进 技术 加 工 ， 是 这 新 的课 题 和挑 战 。环形 电镀 金 刚石线 锯是 将 金 刚石磨 粒 固结 于环 形钢 丝 基 体 上 的一 种 切 割工 具 ， 由于锯 丝 为 环形 ， 以实 现 高 速 锯 切 ， 速 度 高 达 ３ ／ 。它 可 线 ０ｍ ｓ 具有效率高 ， 切缝 窄 ， 片表 面 平 整 ， 切割 大尺 寸 工 切 能 件 ， 环境 污染 小 等特 点 。本 实验 采 用 自制 的环 形 对 电镀金 刚石 线锯 ， 行 了多 晶硅 的切 割试验 研究 。 进
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基于超声振动—电镀金刚石线锯切割硬脆材料技术及机理研究的开题报告
基于超声振动—电镀金刚石线锯切割硬脆材料技术及机理研究的开题报告一、研究背景和意义硬脆材料的加工一直是一个难题，传统的机械加工方法往往会导致材料表面的缺陷、开裂等问题，而且加工速度较慢，产出率较低。
因此，在材料加工领域，通过引入新的加工技术，以提高材料加工效率和质量，一直是一个热门研究领域。
金刚石线锯是一种用于硬脆材料切割的有效工具，其切割性能主要受到切割过程中金刚石刀线与材料表面的接触力和切割深度的影响。
同时，金刚石线锯还存在着生产效率低、切割表面质量差等问题，因此需要引入新的技术手段来提高其切割效率和质量。
超声振动作为一种新的加工技术，能够在良好的切割过程中限制金刚石线锯的振动，从而提供更大的切割深度，并改善金刚石线锯的切割表面质量。
通过将超声振动技术引入金刚石线锯切割的过程中，可以有效解决切割质量和效率的问题。
本研究将通过对超声振动—电镀金刚石线锯切割硬脆材料技术及机理的研究，进一步探索引入超声振动技术后的切割机制，了解超声振动对金刚石线锯切割效果的影响，以期实现优化切割的目的，提升切割效率和质量。
二、研究内容和方法（一）研究内容1.超声振动作用下电镀金刚石线锯切割硬脆材料的加工实验研究；2.超声振动作用下金刚石线锯切割硬脆材料的力学分析研究；3.超声振动作用下金刚石线锯切割硬脆材料的表面质量及切割效果分析研究；4.基于超声振动—电镀金刚石线锯切割硬脆材料的机理研究。
（二）研究方法本研究将采用以下研究方法：1.实验研究法：采用电镀金刚石线锯切割不同硬脆材料，进行切割性能试验，观察切割深度、切割表面质量等指标。
2.理论计算法：通过建立金刚石线锯的数学模型，结合实验数据，对金刚石线锯在超声振动作用下的力学特性进行分析，预测切割深度和表面质量。
3.显微观察法：通过扫描电镜和光学显微镜等现代成像技术，观察金刚石线锯的微观形态和切割表面的微观结构，从而揭示超声振动—电镀金刚石线锯切割硬脆材料的机理。
电镀金刚石线锯超声波切割实验装置的研制和加工机理的研究
实验装置研制
实验目的与意义
本实验的主要目的是研究电镀金刚石线锯超声波切割实验装置的制备工艺、 性能特点及影响因素，以期提高金刚石线锯的切割性能和效率。电镀金刚石线锯 超声波切割实验装置的成功研制将为相关行业的生产实践提供有效的技术支撑和 理论指导。
实验材料与设备
实验主要采用的材料包括基体、金刚石颗粒、镀层材料等。基体选用硬质合 金，具有良好的硬度和耐磨性；金刚石颗粒选用人造金刚石，具有高硬度和高耐 磨性；镀层材料选用镍磷合金，具有良好的韧性和耐腐蚀性。实验主要设备包括 电镀槽、超声波发生器、冷却系统等。
实验结果与分析
通过实验发现，电镀金刚石线锯超声波切割实验装置能够显著提高金刚石线 锯的切割性能。在最佳实验条件下，电镀金刚石线锯的切割效率较传统切割方式 提高了30%，同时降低了能耗25%。此外，通过对不同工艺参数的对比实验发现， 超声波频率和振幅对切割性能的影响最为显著，而作用时间的影响相对较小。在 最佳工艺参数条件下，电镀金刚石线锯的切割性能达到最佳状态。
实验过程与方案
电镀金刚石线锯制备：将基体进行预处理后，采用化学气相沉积（CVD）方 法在基体表面沉积一层薄薄的金刚石膜。接着，将沉积有金刚石膜的基体放入电 镀槽中，通过电化学反应在金刚石膜表面沉积一层镍磷合金镀层。最后，将制备 好的电镀金刚石线锯进行切割性能测试。
超声波切割实验：将电镀金刚石线锯置于超声波切割实验装置中，调整超声 波发生器的参数，使超声波频率、振幅和作用时间分别为20kHz、20μm和20min。 在此条件下，对电镀金刚石线锯进行切割性能评估。同时，为了研究实验装置各 因素对切割性能的影响，分别改变超声波频率、振幅和作用时间，进行对比实验。
电镀金刚石线锯超声波切割实 验装置的研制和加工机理的研
电镀金刚石切割线的种类及制造工艺的研究概述
电镀金刚石切割线的种类及制造工艺的研究概述随着国家新能源战略计划的制定和实施，太阳能的开发和利用变得越来越重要。
近年来太阳能光伏发电对大面积硅片的需求量不断增加。
由于半导体制造技术的成熟，硅片其他方面的制造成本不断下降，但太阳能电池用硅片的切割成本一直居高不下，占到总制造成本的30%左右。
硅晶片是用于太阳能光伏发电的基本材料，随着光伏发电技术的发展，要求硅片的厚度不断降低，目前可用于硅晶体等硬脆材料的切割方式主要有使用游离磨料切割和使用固结磨料切割两种。
游离磨料的切割方式是最早使用的，也是目前我国切割硅晶片的主要切割方式，其切割原理是利用钢丝的快速运动将含磨料的液体带入到工件切缝中，产生切削作用。
常用的磨料为碳化硅，或碳化硅和金刚石的混合物。
游离磨料切割方式存在着明显的缺点，切割效率低、浆液难以回收，环境污染严重等。
为了解决游离磨料切割方式存在的问题，越来越多的人开始研究固结磨料切割工具，主要集中在电镀金刚石切割线和树脂结合剂切割线［1］。
电镀金刚石切割线就是以电镀金属为结合剂，通过金属的电沉积作用把金刚石磨料固结在芯线基体上而制成的一种线性切割工具，其中金刚石磨料的尺寸一般为几微米到几十微米。
电镀金刚石切割线不但能够对硅晶体等硬脆材料进行精密切割，还可以实现成型加工。
与游离磨料切割方式相比，电镀金刚石切割线切割硬脆材料有许多优点:切片薄、效率高、加工表面损伤小、节约材料等，尤其适合于宝石、水晶、大尺寸硅晶体等贵重硬脆材料的切割。
1·电镀金刚石切割线的种类电镀金刚石切割线的线径一般不大于1 mm，常用线径为0．1～0．4 mm，其分类方法目前还不统一。
一般根据基材是否为环形可分为电镀金刚石长切割线和环形电镀金刚石切割线;根据基材种类可分为以单根钢丝、双股钢丝、多股钢丝绞合线为基材的金刚石切割线;根据所用金刚石磨料是否改性可分为普通金刚石切割线和磨料带金属衣的金刚石切割线，其分类如图1。
电镀金刚石线锯企业标准
电镀金刚石线锯企业标准随着人们对各种材料的需求不断提高，传统的金属材料已经无法满足人们的要求。
此时，电镀金刚石线锯面世了。
它是一种高科技材料，不仅硬度高，还有很好的耐磨性。
然而，为了确保电镀金刚石线锯的质量，必须有严格的企业标准。
一、电镀金刚石线锯生产工艺生产电镀金刚石线锯的第一步是选择合适的基材。
因为金刚石是一种非常硬的材料，所以必须选择一种具有足够耐磨性的基材。
目前，常用的基材有金属、塑料和橡胶。
第二步是金刚石颗粒的添加。
首先，选择适当颗粒大小的金刚石颗粒。
然后，将这些颗粒粘合在基材上，形成一层金刚石覆盖层。
这可以通过电镀、电弧熔覆和化学气相沉积等方法实现。
第三步是表面处理。
这包括切割、研磨和抛光等过程，以确保电镀金刚石线锯的表面光滑、无瑕疵，同时保证嵌入基材中的金刚石颗粒能够充分暴露，以实现最大的切割效率。
二、电镀金刚石线锯质量标准为确保电镀金刚石线锯的质量，在生产过程中必须制定严格的标准。
以下是电镀金刚石线锯的主要质量标准：1.硬度：硬度是电镀金刚石线锯评估的最重要指标之一。
一般来说，硬度越高，切割效率越高，但成本也会相应增加。
硬度可以通过在标准测试条件下测量线头的切入负载来确定。
2.强度：强度是指电镀金刚石线锯在使用过程中的耐用性。
线头的强度决定其在应用中的寿命。
强度可以通过在指定的负载下测定断裂强度来确定。
3.耐磨性：耐磨性是指线头在粗糙表面、杂质和磨料等恶劣环境下耐受切割磨损的能力。
耐磨性可以通过在标准条件下测量线头在一定时间内的切割效率变化来确定。
4.切割效率：切割效率是指一定时间内电镀金刚石线锯所能切割的材料的数量。
切割效率可以通过在一定条件下测量线头在单一材料上的切割能力来确定。
三、总结电镀金刚石线锯是一种高科技材料，在各种应用中有着广泛的使用。
但是，如果质量不达标，不仅会影响其性能，还会导致不良的安全事故。
因此，制定严格的企业标准，设立合理的质量检测机制，是必不可少的。
只有这样，才能在保证产品质量的同时，更好地满足市场需求。
电镀金刚石线锯的研究现状与发展_刘永奇_看图王
１］ 。硅材料主要用在太阳能电池和半 伏行业的发 展 ［
导体材料上 ， 硅的切割加工对硅片的成本具有很大的 影响 ， 早期的硅截断工序主要采用金刚石内圆锯片等 工具 ， 存在着切缝大 ， 硅材料损失多的问题 ， 同时对硅 棒的尺寸也有限制 ， 从而提高了硅片的成本 。 另一种 方法是硅棒切片采用游离砂浆切割法进行 ， 游离砂浆 切割 采 用 裸 露 的 金 属 丝 和 游 离 的 磨 料 － 碳 化 硅 ， （ 即边切割边向钢丝送带有磨料的浆液 ， 通 过挤 ｉ Ｃ） Ｓ 压、 滚动磨削实现对 硅 棒 的 切 割 ， 这种方法切割效率 偏低 ， 并且 浆 料 中 含 有 难 以 分 离 的 有 机 高 分 子 悬 浮
ｏ ｌ ． ２ ７ Ｖ Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ １ ５
电镀金刚石线锯的研究现状与发展
刘永奇
（ ） 郑州华晶金刚石股份有限公司 ， 郑州 ４ ５ ０ ０ ０ １
并对其应用情况进行了简要介绍， 摘 要： 文章综述了电镀金刚石线锯的构造和特点以 及 制 备 工 艺 过 程 ， 对目前存在的问题进行了初步的探讨 ， 并就未来的发展趋势进行了展望 。 关键词 ： 电镀金刚石线锯 ； 制备工艺 ； 综述 （ ） 中图分类号 ： ＴＱ １ ６ ４ 文献标识码 ： ６ ７ ３－１ ４ ３ ３ ２ ０ １ ５ ０ １－０ ０ ４ ８－０ ４ Ａ 文章编号 ： １
Ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｓ ｔ ａ ｔ ｕ ｓ ａ ｎ ｄ Ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ Ｄ ｉ ａ ｍ ｏ ｎ ｄ Ｗ ｉ ｒ ｅ Ｓ ａ ｗ ｐ ｐ
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要求可以制成不同 直 径 和 长 度 ， 从 而 可 以 对 硅 棒、 蓝 宝石等进行截断 、 开方 、 切片等切割加工 。
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电镀金刚石线锯制造工艺及其性能的研究随着高新科学技术的生产与发展,微电子、光电子、传感器技术和材料技术的日益进步,硅晶体、硬质合金、光学玻璃、陶瓷、半导体材料以及花岗岩等硬脆材料应用的日益广泛,对其加工要求也越来越高。
电镀金刚石线锯切割具有锯切力小锯缝整齐、切面光整、出材率高、噪音低、对环境污染小、切割效率高等优点,在最近十几年中得到了快速的发展,并且在硅晶体、宝石等领域的应用越来越广发。
但是目前制造电镀金刚石线锯存在着制备周期长、电镀效率低、制造成本高等,阻碍了电镀金刚石线锯的应用。
电镀金刚石线锯的制造方法主要有埋砂法和悬浮法。
由于埋砂法具有制造效率低、制备周期长、制造设备复杂等缺点,因此在实际生产中很少使用。
目前制造电镀金刚石线锯主要使用悬浮法,但是悬浮法制造电镀金刚石线锯影响因素多,工艺参数复杂,因此,对于悬浮法制作电镀金刚石线锯的工艺进行研究是十分重要的。
本文以复合电镀的基本理论为基础,研究了影响上砂的工艺参数。
实验中锯丝采用直径Φ0.18mm的镀铜高碳钢丝,镀液采用瓦特型镀液,金刚石磨料分别采用表面不带金属衣的W30-40金刚石颗粒和表面经过处理镀一层镍衣的W30-40金刚石颗粒进行电镀金刚石线锯制作的实验。
实验发现,在其余条件完全一致的情况下,只需要将普通的金刚石颗粒替换为表面经过处理镀一层镍衣的金刚石颗粒,上砂速度可以提高一倍以上,极大的提高了电镀金刚石线锯的生产效率,适合大批量生产。
对电镀金刚石线锯的上砂机理进行了简要分析,分析了使用表面镀一层镍衣的金刚石颗粒替换普通的金刚
石颗粒可以提高上砂效率以及产生“团聚”的原因。
经过分析可知：由于金刚石颗粒表面带有一层镍衣,使金刚石颗粒由不导电颗粒变为导电颗粒,当金刚石颗粒加入到镀液中之后改变了镀液中的电场分布,并用有限元方法模拟了镀液中电场的分布情况。
最后将使用悬浮法制作的电镀金刚石线锯进行外观质量检测并在自制的切割设备上对玻璃进行了切割实验。
结果表明：锯缝锯口平整,无毛刺和微裂纹,说明采用悬浮法制造的金刚石线锯能满足硬脆材料的切割要求。