CN111618361B - 一种用于铜铝复合排的锯切方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于铜铝复合排的锯切方法，包括以下步骤：（1）选择梯平齿圆形锯片；（2）采用微量润滑冷却方式；（3）锯床主轴上设置偏心夹持盘，偏心夹持盘直径为12~14mm，偏心夹持盘的中心孔穿过主轴并通过反向螺母固定，所述偏心夹持盘包括两个夹持盘片，两个夹持盘片中间夹持锯片，所述夹持盘片Ⅰ和夹持盘片Ⅱ以主轴为中心上下厚度不同；（4）初步锯切：铜铝复合排在经过第一次初步锯切后，端面会有少量黏铝及铝的局部氧化现象；（5）精细锯切：第二次精细锯切后铜铝复合排端面表面光洁，无严重氧化、无黏铝，锯切完成。本发明巧妙利用锯片的进刀与回程，形成二次锯切，大幅提升锯切效率且付出成本低；端面表面光洁，改善后续电镀质量和成品率。

Description

一种用于铜铝复合排的锯切方法
技术领域
本发明为铜铝复合材料技术领域，具体地说涉及一种用于铜铝复合排的锯切方法。
背景技术
近年来铜铝复合导体材料已经实现了替换纯铜排的广泛应用，铜铝复合排在规模化生产、产品价格占有绝对的优势，在输电配电领域、成套设备领域、电器控制领域得到了广泛的推广，而在电气相关领域需要对导体材料进行必要的电镀（镀锡、镀镍、镀银等），以改善材料的耐腐蚀、接触电阻等特性。
铜铝复合排在锯切后端头会有裸露的铜和铝，针对铜铝复合排或类似有铜和铝的同时电镀一直是行业内难题，发明专利“201711292576X一种铜铝复合表面制备锌铜复合镀层的方法”公开了铜铝复合材料表面的复合镀层制备方法，该方法通过将铜铝表面进行沉锌、预镀铜的操作，将铜铝复合排的电镀变成纯铜的电镀，成效显著，基本解决了铜铝同时的电镀难题。但在大量的生产实践中发现，铜铝复合排在锯切时极易因为局部高温造成端头少量黏铝及铝的局部严重氧化，这些部位在后续的电镀过程中极易导致镀层性能不合格，主要表现为铜铝复合排端头部分部位镀层附着力较差，中性盐雾试验中起皮、鼓泡，热振试验不达标等方面，严重影响电镀成材率及生产成本、效率。所以，如何有效解决铜铝复合排锯切时的端头少量黏铝及铝的局部严重氧化，对于端头电镀质量的提升至关重要。
纯铝或铝合金型材在锯切时一般选择梯平齿锯片以及足够适量的冷却方式（乳化液冷却、油冷、皂化液冷却等），即便是有少量黏铝及铝的局部严重氧化也可在电镀之前的酸洗、碱洗等过程中适当延长时间或增加清洗强度进行去除。但是，对于铜铝复合排的锯切来说，不采用上述解决方案的主要原因有：1、通过采用足够适量的冷却方式（增强乳化液、皂化液等的使用量等）的方式存在锯切后锯末与乳化液、皂化液等混合，液体废渣废液难以分离回收处理，造成一定环境负担，不符合绿色生产理念；乳化液、皂化液等的大量使用也会带来额外的生产成本及管理成本；锯切后的铜铝复合排需要额外增加清洗烘干环节，增加生产成本、降低效率，并且破坏了铜铝复合排制备时表面处理工序中的钝化防护膜，降低铜铝复合排的抗氧化能力。2、通过电镀之前的酸洗、碱洗等过程中适当延长时间或增加清洗强度进行去除，会造成对铜铝之间5~35um厚的原子间冶金结合层的过度腐蚀、形成微观缝隙，导致电镀反酸造成镀层不合格。
发明内容
本发明为了解决上述问题而提供了一种用于铜铝复合排的锯切方法。
本发明的技术方案是这样实现的：一种用于铜铝复合排的锯切方法，包括以下步骤：
（1）、采用常规立式或卧式锯床，选择梯平齿圆形锯片，锯片直径360~480mm，锯片厚度为3.6~4.0mm，转速控制在2500~3200r/min；
（2）、采用微量润滑冷却方式，将压缩空气与极微量的切削液混合汽化后形成含有微米级的液滴油雾，通过喷嘴高速喷射到切削区域及圆锯片上，从而对切削区域和圆锯片进行有效的冷却和润滑；
（3）、锯床主轴上设置偏心夹持盘，偏心夹持盘直径为12~14mm，偏心夹持盘的中心孔穿过主轴并通过反向螺母固定，所述偏心夹持盘包括两个夹持盘片，两个夹持盘片中间夹持锯片，所述夹持盘片Ⅰ和夹持盘片Ⅱ以主轴为中心上下厚度不同，夹持盘片Ⅰ上部厚度L1为10~12mm，夹持盘片Ⅰ下部厚度L2小于上部厚度L1，L1与L2的差值为0.15~0.25mm，所述夹持盘片Ⅱ下部厚度L4为10~12mm，夹持盘片Ⅱ上部厚度L3小于下部厚度L4，L4与L3的差值为0.15~0.25mm，锯片在旋转过程中的轴向跳动值为0.50~0.80mm；
（4）、初步锯切：第一次初步锯切，锯片进刀速度控制在120~160mm/s，锯片进刀时的旋转轨迹呈梭型，锯片刚开始锯切铜铝复合排时，锯路宽度等于锯片的厚度与跳动值之和，随着锯片深入，受到铜铝复合排的约束，锯路宽度等于锯片厚度，铜铝复合排在经过第一次初步锯切后，端面会有少量黏铝及铝的局部氧化现象；
（5）、精细锯切：锯片回程锯切为精细锯切，速度控制在20~35mm/s，回程时铜铝复合排不会对锯片形成约束，锯路宽度等于锯片厚度与跳动值之和，此时会对第一次初步锯切后的端面进行第二次精细锯切，切削厚度为跳动值的1/2，即0.25~0.40mm，第二次精细锯切后铜铝复合排端面表面光洁，无严重氧化、无黏铝，锯切完成；
优选的，包括以下步骤：
（1）、采用常规立式或卧式锯床，选择梯平齿圆形锯片，锯片直径400~440mm，锯片厚度为3.7~3.9mm，转速控制在2800~3000r/min；
（2）、采用微量润滑冷却方式，将压缩空气与极微量的切削液混合汽化后形成含有微米级的液滴油雾，通过喷嘴高速喷射到切削区域及圆锯片上，从而对切削区域和圆锯片进行有效的冷却和润滑；
（3）、锯床主轴上设置偏心夹持盘，偏心夹持盘直径为13mm，偏心夹持盘的中心孔穿过主轴并通过反向螺母固定，所述偏心夹持盘包括两个夹持盘片，两个夹持盘片中间夹持锯片，所述夹持盘片Ⅰ和夹持盘片Ⅱ以主轴为中心上下厚度不同，夹持盘片Ⅰ上部厚度L1为11mm，夹持盘片Ⅰ下部厚度L2小于上部厚度L1，L1与L2的差值为0.19~0.21mm，所述夹持盘片Ⅱ下部厚度L4为11mm，夹持盘片Ⅱ上部厚度L3小于下部厚度L4，L4与L3的差值为0.19~0.21mm，锯片在旋转过程中的轴向跳动值为0.60~0.70mm；
（4）、初步锯切：第一次初步锯切，锯片进刀速度控制在140~145mm/s，锯片进刀时的旋转轨迹呈梭型，锯片刚开始锯切铜铝复合排时，锯路宽度等于锯片的厚度与跳动值之和，随着锯片深入，受到铜铝复合排的约束，锯路宽度等于锯片厚度，铜铝复合排在经过第一次初步锯切后，端面会有少量黏铝及铝的局部氧化现象；
（5）、精细锯切：锯片回程锯切为精细锯切，速度控制在26~29mm/s，回程时铜铝复合排不会对锯片形成约束，锯路宽度等于锯片厚度与跳动值之和，此时会对第一次初步锯切后的端面进行第二次精细锯切，切削厚度为跳动值的1/2，即0.30~0.35mm，第二次精细锯切后铜铝复合排端面表面光洁，无严重氧化、无黏铝，锯切完成。
优选的，所述夹持盘片Ⅰ和夹持盘片Ⅱ的厚度以主轴为中心对角相同。
本发明的有益效果是：
（1）、本发明巧妙利用锯片的进刀与回程，形成二次锯切（初步锯切+精细锯切），大幅提升锯切效率且付出成本低，简单易行；
（2）、第一次初步锯切切削厚度大，第二次精细锯切切削厚度小，仅为0.25~0.40mm之间，所以放热量小，微量润滑即可满足，保证了端面表面光洁，无严重氧化、无黏铝，从而改善后续电镀质量、成品率；
（3）、微量润滑锯切后铜铝复合排表面光洁无污染，废渣干燥易清理，环境友好；润滑剂用量少，生产成本低。
附图说明
图1为本发明所用锯床的部分结构示意图；
图2为本发明图1的局部视图；
图3为本发明进刀锯路的示意图；
图4为本发明回程锯路的示意图。
零件说明：1、主轴，2、偏心夹持盘，21、夹持盘片Ⅰ，22、夹持盘片Ⅱ，3、锯片，4、反向螺母，L1、L2、L3、L4表示夹持盘厚度。
具体实施方式
为了更好地理解与实施，下面结合附图对本发明作进一步描述：
实施例1：一种用于铜铝复合排的锯切方法，包括以下步骤：（1）、采用常规立式或卧式锯床，选择梯平齿圆锯片，锯片直径420mm，锯片厚度为3.8mm，转速控制在2800r/min；
（2）、采用微量润滑冷却方式：将压缩空气与极微量的切削液混合汽化后形成含有微米级的液滴油雾，通过喷嘴高速喷射到切削区域及圆锯片上，从而对切削区域和圆锯片进行有效的冷却和润滑，即半干式切削冷却；
（3）、如图1和图2，锯床主轴1上设置偏心夹持盘2，偏心夹持盘2直径为13mm，偏心夹持盘2的中心孔穿过主轴1并通过反向螺母4固定，偏心夹持盘2包括两个夹持盘片，两个夹持盘片中间夹持锯片3，所述夹持盘片Ⅰ21和夹持盘片Ⅱ22以主轴1为中心上下厚度不同，夹持盘片Ⅰ21和夹持盘片Ⅱ22的厚度以主轴为中心对角相同，夹持盘片Ⅰ21上部厚度L1为10mm，夹持盘片Ⅰ21下部厚度L2为9.85 mm，L1与L2的差值为0.15mm，夹持盘片Ⅱ22与夹持盘片Ⅰ21正相反，夹持盘片Ⅱ22下部厚度L4为10mm，夹持盘片Ⅱ22上部厚度L3为9.85mm，L4与L3的差值为0.15mm，锯片3在旋转过程中的轴向跳动值为0.65mm；
（4）、初步锯切：第一次初步锯切，锯片进刀速度控制在140mm/s之间，锯片进刀时的旋转轨迹呈梭型如图3，锯片刚开始锯切铜铝复合排时，锯路宽度等于锯片厚度与跳动值之和4.45mm，（锯片厚度3.8 +跳动值0.65mm），随着锯片深入，受到铜铝复合排的约束，锯路宽度等于锯片厚度3.8mm，铜铝复合排在经过第一次初步锯切后，端面会有少量黏铝及铝的局部氧化现象；
（5）、精细锯切：锯片回程锯切为精细锯切，速度控制在27mm/s，回程时铜铝复合排不会对锯片形成约束，锯路宽度等于锯片厚度与跳动值之和4.45mm，此时会对第一次初步锯切后的端面进行第二次精细锯切，切削厚度为跳动值的1/2，即0.325mm，如图4，第二次精细锯切后铜铝复合排端面表面光洁，无严重氧化、无黏铝，锯切完成。
实施例2：一种用于铜铝复合排的锯切方法，包括以下步骤：
（1）、采用常规立式或卧式锯床，选择梯平齿圆形锯片3，锯片3直径360mm，锯片厚度为3.6mm，转速控制在2500r/min；
（2）、采用微量润滑冷却方式，将压缩空气与极微量的切削液混合汽化后形成含有微米级的液滴油雾，通过喷嘴高速喷射到切削区域及圆锯片上，从而对切削区域和圆锯片进行有效的冷却和润滑；
（3）、锯床主轴1上设置偏心夹持盘2，偏心夹持盘2直径为12mm，偏心夹持盘2的中心孔穿过主轴1并通过反向螺母4固定，所述偏心夹持盘2包括两个夹持盘片，两个夹持盘片中间夹持锯片3，所述夹持盘片Ⅰ21和夹持盘片Ⅱ22以主轴1为中心上下厚度不同，夹持盘片Ⅰ21和夹持盘片Ⅱ22的厚度以主轴1为中心对角相同，夹持盘片Ⅰ21上部厚度L1为10mm，夹持盘片Ⅰ21下部厚度L2小于上部厚度L1，L1与L2的差值为0.15mm，所述夹持盘片Ⅱ22下部厚度L4为10mm，夹持盘片Ⅱ22上部厚度L3小于下部厚度L4，L4与L3的差值为0.15mm，锯片3在旋转过程中的轴向跳动值为0.50mm；
（4）、初步锯切：第一次初步锯切，锯片进刀速度控制在120mm/s，锯片进刀时的旋转轨迹呈梭型，锯片3刚开始锯切铜铝复合排时，锯路宽度等于锯片的厚度与跳动值之和4.1mm，（锯片厚度3.6+跳动值0.5），随着锯片深入，受到铜铝复合排的约束，锯路宽度等于锯片厚度3.6mm，铜铝复合排在经过第一次初步锯切后，端面会有少量黏铝及铝的局部氧化现象；
（5）、精细锯切：锯片回程锯切为精细锯切，速度控制在20mm/s，回程时铜铝复合排不会对锯片形成约束，锯路宽度等于锯片厚度与跳动值之和4.1mm，此时会对第一次初步锯切后的端面进行第二次精细锯切，切削厚度为跳动值的1/2，即0.25mm，第二次精细锯切后铜铝复合排端面表面光洁，无严重氧化、无黏铝，锯切完成。
实施例3：一种用于铜铝复合排的锯切方法，包括以下步骤：
（1）、采用常规立式或卧式锯床，选择梯平齿圆形锯片3，锯片3直径480mm，锯片厚度为4.0mm，转速控制在3200r/min；
（2）、采用微量润滑冷却方式，将压缩空气与极微量的切削液混合汽化后形成含有微米级的液滴油雾，通过喷嘴高速喷射到切削区域及圆锯片上，从而对切削区域和圆锯片进行有效的冷却和润滑；
（3）、锯床主轴1上设置偏心夹持盘2，偏心夹持盘2直径为12mm，偏心夹持盘2的中心孔穿过主轴1并通过反向螺母4固定，所述偏心夹持盘2包括两个夹持盘片，两个夹持盘片中间夹持锯片3，所述夹持盘片Ⅰ21和夹持盘片Ⅱ22以主轴1为中心上下厚度不同，夹持盘片Ⅰ21和夹持盘片Ⅱ22的厚度以主轴1为中心对角相同，夹持盘片Ⅰ21上部厚度L1为12mm，夹持盘片Ⅰ21下部厚度L2小于上部厚度L1，L1与L2的差值为0.25mm，所述夹持盘片Ⅱ22下部厚度L4为12mm，夹持盘片Ⅱ22上部厚度L3小于下部厚度L4，L4与L3的差值为0.25mm，锯片3在旋转过程中的轴向跳动值为0.80mm；
（4）、初步锯切：第一次初步锯切，锯片进刀速度控制在160mm/s，锯片进刀时的旋转轨迹呈梭型，锯片3刚开始锯切铜铝复合排时，锯路宽度等于锯片的厚度与跳动值之和4.8mm，（锯片厚度4.0+跳动值0.8），随着锯片深入，受到铜铝复合排的约束，锯路宽度等于锯片厚度4.0mm，铜铝复合排在经过第一次初步锯切后，端面会有少量黏铝及铝的局部氧化现象；
（5）、精细锯切：锯片回程锯切为精细锯切，速度控制在35mm/s，回程时铜铝复合排不会对锯片形成约束，锯路宽度等于锯片厚度与跳动值之和4.8mm，此时会对第一次初步锯切后的端面进行第二次精细锯切，切削厚度为跳动值的1/2，即0.4mm，第二次精细锯切后铜铝复合排端面表面光洁，无严重氧化、无黏铝，锯切完成。

Claims (3)

1.一种用于铜铝复合排的锯切方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）、采用常规立式或卧式锯床，选择梯平齿圆形锯片（3），锯片（3）直径360~480mm，锯片厚度为3.6~4.0mm，转速控制在2500~3200r/min；
（2）、采用微量润滑冷却方式，将压缩空气与极微量的切削液混合汽化后形成含有微米级的液滴油雾，通过喷嘴高速喷射到切削区域及圆锯片上，从而对切削区域和圆锯片进行有效的冷却和润滑；
（3）、锯床主轴（1）上设置偏心夹持盘（2），偏心夹持盘（2）直径为12~14mm，偏心夹持盘（2）的中心孔穿过主轴（1）并通过反向螺母（4）固定，所述偏心夹持盘（2）包括两个夹持盘片（21，22），两个夹持盘片中间夹持锯片（3），所述夹持盘片Ⅰ（21）和夹持盘片Ⅱ（22）以主轴（1）为中心上下厚度不同，夹持盘片Ⅰ（21）上部厚度L1为10~12mm，夹持盘片Ⅰ（21）下部厚度L2小于上部厚度L1，L1与L2的差值为0.15~0.25mm，所述夹持盘片Ⅱ（22）下部厚度L4为10~12mm，夹持盘片Ⅱ（22）上部厚度L3小于下部厚度L4，L4与L3的差值为0.15~0.25mm，锯片（3）在旋转过程中的轴向跳动值为0.50~0.80mm；
（4）、初步锯切：第一次初步锯切，锯片进刀速度控制在120~160mm/s，锯片进刀时的旋转轨迹呈梭型，锯片刚开始锯切铜铝复合排时，锯路宽度等于锯片（3）的厚度与跳动值之和，随着锯片深入，受到铜铝复合排的约束，锯路宽度等于锯片厚度，铜铝复合排在经过第一次初步锯切后，端面会有少量黏铝及铝的局部氧化现象；
（5）、精细锯切：锯片回程锯切为精细锯切，速度控制在20~35mm/s，回程时铜铝复合排不会对锯片形成约束，锯路宽度等于锯片厚度与跳动值之和，此时会对第一次初步锯切后的端面进行第二次精细锯切，切削厚度为跳动值的1/2，即0.25~0.40mm，第二次精细锯切后铜铝复合排端面表面光洁，无严重氧化、无黏铝，锯切完成。
2.如权利要求1所述的一种用于铜铝复合排的锯切方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）、采用常规立式或卧式锯床，选择梯平齿圆形锯片（3），锯片（3）直径400~440mm，锯片厚度为3.7~3.9mm，转速控制在2800~3000r/min；
（2）、采用微量润滑冷却方式，将压缩空气与极微量的切削液混合汽化后形成含有微米级的液滴油雾，通过喷嘴高速喷射到切削区域及圆锯片上，从而对切削区域和圆锯片进行有效的冷却和润滑；
（3）、锯床主轴（1）上设置偏心夹持盘（2），偏心夹持盘（2）直径为13mm，偏心夹持盘（2）的中心孔穿过主轴（1）并通过反向螺母（4）固定，所述偏心夹持盘（2）包括两个夹持盘片（21，22），两个夹持盘片中间夹持锯片（3），所述夹持盘片Ⅰ（21）和夹持盘片Ⅱ（22）以主轴（1）为中心上下厚度不同，夹持盘片Ⅰ（21）上部厚度L1为11mm，夹持盘片Ⅰ（21）下部厚度L2小于上部厚度L1，L1与L2的差值为0.19~0.21mm，所述夹持盘片Ⅱ（22）下部厚度L4为11mm，夹持盘片Ⅱ（22）上部厚度L3小于下部厚度L4，L4与L3的差值为0.19~0.21mm，锯片（3）在旋转过程中的轴向跳动值为0.60~0.70mm；
（4）、初步锯切：第一次初步锯切，锯片进刀速度控制在140~145mm/s，锯片进刀时的旋转轨迹呈梭型，锯片刚开始锯切铜铝复合排时，锯路宽度等于锯片（3）的厚度与跳动值之和，随着锯片深入，受到铜铝复合排的约束，锯路宽度等于锯片厚度，铜铝复合排在经过第一次初步锯切后，端面会有少量黏铝及铝的局部氧化现象；
（5）、精细锯切：锯片回程锯切为精细锯切，速度控制在26~29mm/s，回程时铜铝复合排不会对锯片形成约束，锯路宽度等于锯片厚度与跳动值之和，此时会对第一次初步锯切后的端面进行第二次精细锯切，切削厚度为跳动值的1/2，即0.30~0.35mm，第二次精细锯切后铜铝复合排端面表面光洁，无严重氧化、无黏铝，锯切完成。
3.如权利要求1或2所述的一种用于铜铝复合排的锯切方法，其特征在于所述夹持盘片Ⅰ（21）和夹持盘片Ⅱ（22）的厚度以主轴为中心对角相同。
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