CN101474777A - 一种金属结合剂的超薄金刚石切割片制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及对硬脆材料的加工领域,尤其是一种金属结合剂的超薄金刚石切割片制作工艺。方法是先选用高基本粒的金刚石经表面金属化处理;将金属粉末经过水冷却精研球磨;再将处理过的金刚石和金属粉末混合;接着冷压;热压烧结制成高致密度的薄片;最后将薄片夹紧进行磨削加工,制成符合规格尺寸的切割片。该工艺中金刚石表面经金属化处理,具有稳定的切割性和结合性能;金属粉末经水冷精研球磨获得机械预合金化,性能稳定;经热压烧结可获得高强度、高密的切割片;工艺简单,易于控制,切割片切割性能稳定,使用寿命长。
Description
所属技术领域
本发明涉及对硬脆材料的加工领域,尤其是一种金属结合剂的超薄金刚石切割片制作工艺。
背景技术
薄型金刚石切割片用于对各种锗、硅、硼、砷化镓、磷化钴、碳化硅等半导体材料,C-MOS青板玻璃、磷酸滤镜玻璃、石英玻璃、光学玻璃、微细玻璃管等玻璃类,Al2O3、ZrO2、Si3N4、CatiO3、铁氧体等陶瓷材料以及电子封装材料的切割。现有的金属结合剂金刚石切割片,没有形成机械预合金化,性能不稳定。金刚石切片厚度都显得太厚,如厚度为1mm以上的切割片,只能用于于对石材、混凝土等建筑材料进行切割。而厚度太薄又存在强度不够的问题,如0.5mm以下厚度的切割片容易破裂,特别是在切割电子材料时会产生崩边等破坏材料的后果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:为了克服上述技术问题,本发明提供了一种金属结合剂的超薄金刚石切割片制作工艺,工艺简单,切割稳定。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种金属结合剂的超薄金刚石切割片制作工艺,其特征是具有如下步骤:(1)选用金刚石经表面金属化处理;(2)选用金属粉末经过水冷却精研球磨;(3)将处理过的金刚石和金属粉末混合;(4)冷压;(5)热压烧结制成高致密度的薄片;(6)将薄片夹紧进行磨削加工,制成符合规格尺寸的切割片。
金属粉末包括钴粉和稀土合金粉以及铜锡合金粉,金刚石与金属粉末的配比为2-3%的金刚石,70-75%的钴粉,5-7%的稀土合金粉,18-22%的铜锡合金粉。
所述的冷压压强为3Tf/cm2,热压的温度为750-800℃,热压的压强为200kgf/cm2。
本发明的有益效果是:该工艺中金刚石表面经金属化处理,具有稳定的切割性和结合性能;金属粉末经水冷精研球磨获得机械预合金化,性能稳定,颗粒细小;经热压烧结可获得高强度、高密的的切割片;工艺简单,易于控制,切割片切割性能稳定,可制成0.15-0.5mm厚度的切割片,应用范围广,使用寿命长。
具体实施方式
一种金属结合剂的超薄金刚石切割片制作工艺,其特征是具有如下步骤:(1)选用金刚石经表面金属化处理;(2)选用金属粉末经过水冷却精研球磨;(3)将处理过的金刚石和金属粉末混合;(4)冷压;(5)热压烧结制成高致密度的薄片;(6)将薄片夹紧进行磨削加工,制成符合规格尺寸的切割片。
金属粉末包括钴粉和稀土合金粉以及铜锡合金粉,金刚石与金属粉末的配比为2-3%的金刚石,70-75%的钴粉,5-7%的稀土合金粉,18-22%的铜锡合金粉。冷压压强为3Tf/cm2,热压的温度为750-800℃,热压的压强为200kgf/cm2。
在步骤一中,金刚石表面经金属化处理,是采用真空微蒸发钛镀附技术,它是真空物力气相沉积的一种方法。是在真空条件下加热,使钛产生微蒸发成气态原子或分子沉积到金刚石晶体表面。具体的工作原理的要点如下:真空条件,真空蒸渡是以真空技术为基础的一种表面处理方法,必须在一定的真空条件下进行;材料对象是金刚石;蒸发手段,将成膜材料加热蒸发,使之汽化,汽化粒子可以是分子、原子或原子团;成膜目的,微蒸发汽化的粒子在金刚石表面沉积,形成10-1~10-2um的薄膜。在真空高温的情况下,Ti膜与金刚石的界面形成TiC层,表面的金属钛也易与金属结合剂烧结,从而在切割过程中不易脱落。
在步骤二中,金属粉末经水冷却精研球磨,精研球磨的过程为:a、金属粉末混合;b、随着球磨碾压和高动能撞击,延展性颗粒变形,脆性颗料产生微破裂,粒度细化;c、延展性颗粒包住脆性细粒,并粘合;e、精炼后的层状结构颗粒;f、层状结构介离,脆性相均匀地植入增强矩阵;g、完成合金化的颗粒。从这一过程可知,精研球磨过程中由于碾压作用和不断地撞击产生的动能,使延展性粉末产生形变,并增加位错密度,脆性粉末逐渐破裂细化,这会出现一些全新的表面,可命名这些单一颗粒熔合。继续碾压和撞击命名熔合的颗粒细化,形成理想的合金化微粒。
在步骤四中,对混合的金刚石和金属粉末冷压,即通过挤压起到定形作用。在步骤五中,热压烧结即在高温下进一步加压对其烧结,使这些微小颗粒连接构成高强度、高密度的烧结体。
Claims (3)
1.一种金属结合剂的超薄金刚石切割片制作工艺,其特征是具有如下步骤:(1)选用金刚石经表面金属化处理;(2)选用金属粉末经过水冷却精研球磨;(3)将处理过的金刚石和金属粉末混合;(4)冷压;(5)热压烧结制成高致密度的薄片;(6)将薄片夹紧进行磨削加工,制成符合规格尺寸的切割片。
2.根据权利要求1所述的一种金属结合剂的超薄金刚石切割片制作工艺,其特征是:金属粉末包括钴粉和稀土合金粉以及铜锡合金粉,金刚石与金属粉末的配比为2-3%的金刚石,70-75%的钴粉,5-7%的稀土合金粉,18-22%的铜锡合金粉。
3.根据权利要求1所述的一种金属结合剂的超薄金刚石切割片制作工艺,其特征是:所述的冷压压强为3Tf/cm2,热压的温度为750-800℃,热压的压强为200kgf/cm2。
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