CN109664419A - 一种高硬度金刚线及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高硬度金刚线及其制备方法,将金刚石均匀固定在裸线的外周围形成,在裸线与金刚石之间覆盖有加固层,所述加固层由内至外依次由树脂层、碳纤维层和金属层组成,所述树脂层的组成组分为热固性树脂,所述金属层为镍‑钴‑铁镀层。本发明的金刚石线锯产品具有高强度、高硬度且耐磨的性能,在提高工作效率和性能的同时,还能延长金刚线的使用寿命,节能高效。
Description
技术领域
本发明属于金刚石线锯技术领域,具体涉及一种高硬度金刚线及其制备方法。
背景技术
金刚石线锯也称为金刚线,是指利用电镀工艺或树脂结合的方法,将金刚石磨料固定在金属丝上。
20世纪90年代,国际上为了解决大尺寸硅片的加工问题,采用了线锯加工技术将硅棒切割成片。早期的线锯加工技术是采用裸露的金属线和游离的磨料,在加工过程中,将磨料以第三者加入到金属线和加工件之间产生切削作用。这种技术被成功地用于对硅和碳化硅的加工。为了进一步缩短加工时间,以及对其它坚硬物质和难以加工的陶瓷进行加工,人们将金刚石磨料以一定的方式固定到金属线上,从而产生了固定金刚石线锯。
区别于以往的砂浆切割技术,金刚石线锯切割采用多线切割技术。这种技术切割能力强,效率高;金刚石线锯的线径尺寸控制很严格,对切割材料的切削损耗很小,切割出产品精度很高;由于不使用砂浆,工作环境清洁,是一种节能环保型产品。
电镀金刚石线锯具有其独特的优点:
(1)与游离磨料线锯相比,其加工效率更高,能耗更低;
(2)可避免烧结金刚石工具制造过程中的混料、制粒、烧结、焊接(或注塑)等繁琐工序;
(3)可用于对电子放电加工Ⅱ)M无法加工的非导体进行加工;
(4)金刚石线锯缠绕在滚筒周围,可以同时对加工件(如硅棒)进行多次切割,并且可以同时对多个加工件进行加工;
(5)由于烧结金刚石线锯串珠之间存在间距,间距部分可能过早地磨损导致钢丝(线)的断裂,而电镀金刚石线锯中金刚石的连续分布,可避免线锯的过早断裂;
(6)与圆锯和带锯相比,线锯能灵活地改变切割方向,可以用于加工复杂的几何形状;
(7)由于线锯直径小(一般<1ram),加工时切口损失小,这对于成本昂贵的半导体和宝石的加工具有重要的意义。
在工作过程中,金刚石线锯将受到巨大的冲击切割力,因此,对于金刚石线锯本身的强度、硬度及耐磨性能都具有极高的标准要求,但是现有的金刚石线锯产品往往做不到。因此,研发出新型的具有高强度、高硬度且耐磨的金刚石线锯产品,在本技术领域具有广阔的市场前景和应用空间。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种高硬度金刚线及其制备方法,具有高强度、高硬度且耐磨的性能,延长金刚石线锯的使用寿命。
技术方案:为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种高硬度金刚线,将金刚石均匀固定在裸线的外周围形成,在裸线与金刚石之间覆盖有加固层,所述加固层由内至外依次由树脂层、碳纤维层和金属层组成,所述树脂层的组成组分为热固性树脂,所述金属层为镍-钴-铁镀层。
进一步的,所述热固性树脂由酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂以及硅醚树脂按照1:(2-4):(1-2):(0.2-0.5):(0.1-0.3)的重量比混合组成。
进一步的,所述碳纤维层为聚丙烯腈基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维中的任意一种。
碳纤维(carbon fiber,简称CF),是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。碳纤维具有许多优良性能,碳纤维的轴向强度和模量高,密度低、比性能高,无蠕变,非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性,耐腐蚀性好,X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。
进一步的,所述镍-钴-铁镀层的组成组分按照重量百分比计包括:镍39-48%、钴20-28%、铁20-26%、锌8-15%、铬9-12%、钨8-13%、铕3-6%及耐磨助剂1-3%,所述耐磨助剂为碳、硅按照重量比为1:(1-2)组成的混合物。
上述的高硬度金刚线的制备方法,包括以下步骤:
1)在裸线外喷涂树脂层;
2)在树脂层外喷涂碳纤维层;
3)在碳纤维层外喷涂金属层;
4)在金属层外喷涂金刚石。
有益效果:本发明的高硬度金刚线及其制备方法,与现有技术相比,具有以下优势:本发明的金刚石线锯产品具有高强度、高硬度且耐磨的性能,在提高工作效率和性能的同时,还能延长金刚石线锯的使用寿命,节能高效。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例1
一种高硬度金刚线,将金刚石均匀固定在裸线的外周围形成,在裸线与金刚石之间覆盖有加固层,所述加固层由内至外依次由树脂层、碳纤维层和金属层组成,所述树脂层的组成组分为热固性树脂,所述金属层为镍-钴-铁镀层。
优选的,所述热固性树脂由酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂以及硅醚树脂按照1:2:1:0.2:0.1的重量比混合组成。
优选的,所述碳纤维层为聚丙烯腈基碳纤维。
优选的,所述镍-钴-铁镀层的组成组分按照重量百分比计包括:镍39%、钴20%、铁20%、锌8%、铬9%、钨8%、铕3%及耐磨助剂1%,所述耐磨助剂为碳、硅按照重量比为1:1组成的混合物。
上述的高硬度金刚线的制备方法,包括以下步骤:
1)在裸线外喷涂树脂层;
2)在树脂层外喷涂碳纤维层;
3)在碳纤维层外喷涂金属层;
4)在金属层外喷涂金刚石。
实施例2
一种高硬度金刚线,将金刚石均匀固定在裸线的外周围形成,在裸线与金刚石之间覆盖有加固层,所述加固层由内至外依次由树脂层、碳纤维层和金属层组成,所述树脂层的组成组分为热固性树脂,所述金属层为镍-钴-铁镀层。
优选的,所述热固性树脂由酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂以及硅醚树脂按照1:3:1:0.4:0.2的重量比混合组成。
优选的,所述碳纤维层为粘胶基碳纤维。
优选的,所述镍-钴-铁镀层的组成组分按照重量百分比计包括:镍42%、钴25%、铁24%、锌11%、铬10%、钨12%、铕5%及耐磨助剂2%,所述耐磨助剂为碳、硅按照重量比为1:1组成的混合物。
上述的高硬度金刚线的制备方法,包括以下步骤:
1)在裸线外喷涂树脂层;
2)在树脂层外喷涂碳纤维层;
3)在碳纤维层外喷涂金属层;
4)在金属层外喷涂金刚石。
实施例3
一种高硬度金刚线,将金刚石均匀固定在裸线的外周围形成,在裸线与金刚石之间覆盖有加固层,所述加固层由内至外依次由树脂层、碳纤维层和金属层组成,所述树脂层的组成组分为热固性树脂,所述金属层为镍-钴-铁镀层。
优选的,所述热固性树脂由酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂以及硅醚树脂按照1:4:2:0.5:0.3的重量比混合组成。
优选的,所述碳纤维层为酚醛基碳纤维。
优选的,所述镍-钴-铁镀层的组成组分按照重量百分比计包括:镍48%、钴28%、铁26%、锌15%、铬12%、钨13%、铕6%及耐磨助剂3%,所述耐磨助剂为碳、硅按照重量比为1:2组成的混合物。
上述的高硬度金刚线的制备方法,包括以下步骤:
1)在裸线外喷涂树脂层;
2)在树脂层外喷涂碳纤维层;
3)在碳纤维层外喷涂金属层;
4)在金属层外喷涂金刚石。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种高硬度金刚线,将金刚石均匀固定在裸线的外周围形成,其特征在于:在裸线与金刚石之间覆盖有加固层,所述加固层由内至外依次由树脂层、碳纤维层和金属层组成,所述树脂层的组成组分为热固性树脂,所述金属层为镍-钴-铁镀层。
2.根据权利要求1所述的高硬度金刚线,其特征在于:所述热固性树脂由酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂以及硅醚树脂按照1:(2-4):(1-2):(0.2-0.5):(0.1-0.3)的重量比混合组成。
3.根据权利要求1所述的高硬度金刚线,其特征在于:所述碳纤维层为聚丙烯腈基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的高硬度金刚线,其特征在于:所述镍-钴-铁镀层的组成组分按照重量百分比计包括:镍39-48%、钴20-28%、铁20-26%、锌8-15%、铬9-12%、钨8-13%、铕3-6%及耐磨助剂1-3%,所述耐磨助剂为碳、硅按照重量比为1:(1-2)组成的混合物。
5.根据权利要求1所述的高硬度金刚线的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)在裸线外喷涂树脂层;
2)在树脂层外喷涂碳纤维层;
3)在碳纤维层外喷涂金属层;
4)在金属层外喷涂金刚石。
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