CZ20021772A3 - Způsob frakcionace obráběcí suspenze - Google Patents
Způsob frakcionace obráběcí suspenze Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20021772A3 CZ20021772A3 CZ20021772A CZ20021772A CZ20021772A3 CZ 20021772 A3 CZ20021772 A3 CZ 20021772A3 CZ 20021772 A CZ20021772 A CZ 20021772A CZ 20021772 A CZ20021772 A CZ 20021772A CZ 20021772 A3 CZ20021772 A3 CZ 20021772A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- abrasion
- suspension
- liquid
- coolant
- wet
- Prior art date
Links
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title claims description 38
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims description 45
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 35
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 21
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 claims description 20
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 claims description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 12
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 10
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 claims description 4
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims 1
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 claims 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 claims 1
- 239000006148 magnetic separator Substances 0.000 claims 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 claims 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 17
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 17
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 239000010453 quartz Substances 0.000 abstract description 8
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002173 cutting fluid Substances 0.000 abstract 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 abstract 1
- 238000010333 wet classification Methods 0.000 abstract 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 13
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 4
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 4
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 2
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000003879 lubricant additive Substances 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011867 re-evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
- B03B5/00—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating
- B03B5/28—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by sink-float separation
- B03B5/30—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by sink-float separation using heavy liquids or suspensions
- B03B5/44—Application of particular media therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
- B03B1/00—Conditioning for facilitating separation by altering physical properties of the matter to be treated
- B03B1/04—Conditioning for facilitating separation by altering physical properties of the matter to be treated by additives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
- B03D3/00—Differential sedimentation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B55/00—Safety devices for grinding or polishing machines; Accessories fitted to grinding or polishing machines for keeping tools or parts of the machine in good working condition
- B24B55/02—Equipment for cooling the grinding surfaces, e.g. devices for feeding coolant
- B24B55/03—Equipment for cooling the grinding surfaces, e.g. devices for feeding coolant designed as a complete equipment for feeding or clarifying coolant
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
- B28D5/0058—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material
- B28D5/007—Use, recovery or regeneration of abrasive mediums
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M175/00—Working-up used lubricants to recover useful products ; Cleaning
- C10M175/04—Working-up used lubricants to recover useful products ; Cleaning aqueous emulsion based
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
- Disintegrating Or Milling (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
Způsob frakcionace obráběcí suspenze
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu frakcionace brusné suspenze, která se používá zejména při mechanickém opracování křemíku, křemene nebo keramiky. Použitá obráběcí suspenze se zpravidla skládá z chladící a mazací kapaliny, ve které jsou dispergovaná brusná zrna, oděr obráběcího nástroje případně obráběcího stroje a opracovávaného materiálu.
Dosavadní stav techniky
Takové brusné suspenze se například používají při výrobě tenkých destiček z křemíku nebo křemene pro polovodičovou nebo solární technologii, při které se tenké destičky oddělují technikou dělícího lapování monokrystalických tyček nebo litých bloků. Při jednom provedení této techniky se několik kilometrů dlouhý drát vede systémem cívek tak, že vznikne rám drátů s až několika sty vedle sebe ležících drátů. Tak se může přidáním brusné suspenze oddělit v jedné operaci z příslušně dlouhého bloku nebo tyčky několik set tenkých destiček současně. Použité brusné suspenze se skládají z chladící a mazací kapaliny -přednostně z vícemocného alkoholu, vysoce rafinovaného minerálního oleje se zušlechťovacími přísadamiz v tomto do stavu suspenze převedeného brusného zrna, přednostně karbidu křemičitého (SiC) s rozdílnou velikostí zrna. Během mechanického opracovávání křemíku nebo křemene se brusné zrno obsažené v brusné suspenzi pomocí nástrojů opracování, například pásových pil, drátových pil nebo lapovacích desek dopravuje a přitlačuje na to místo, na kterém má rozvinout svůj obráběcí účinek.
φφ φ ♦ · φφ Φ· φφ φφφ φφφ φφφφ φφφφ φ * φφφ φφ φ
2Φ φ φφφφ φφ φφ φφφ φ φ φφφ φφφφ φφφ φφ φ φφ φφ φφ φφφφ '
Pro proces opracování použitá suspenze, která obsahuje vznikající oděr, se shromažďuje a přivádí se opět do procesu opracování. S přibývající dobou používání však klesá účinnost brusné suspenze, takže se nakonec musí vyměnit, protože stanovený cíl opracování již nelze použitou brusnou suspenzí dosáhnout. Příčinou je mimo opotřebení karbidu křemičitého především zvyšující se podíl oděru jemných částeček křemíku nebo křemene a oděr železa nástrojů opracování. Rozpětí' typického složení takových použitých suspenzí je znázorněno na v tabulce 1.
Tabulka 1: Typické složení brusné suspenze z řezného procesu křemíkových destiček.
Komponenta Podíl (procent hmoty)
| Karbid křemičitý | 20 - 70 |
| Chladící a mazací kapalina | 20 - 70 |
| Křemík | 0-20 |
| Kovový oděr | 0 - 10 |
Současný stav techniky
Pro další zpracování použité brusné suspenze je dosud známo jen málo způsobů, takže se v praxi často spaluje obráběcí suspenze jako speciální odpad.
Existují sice různé možnosti prodloužit dobu používání, tj. zvýšit počet možných řezů na kg suspenze. Pro toto se může například částečné množství použité brusné suspenze nahradit po každém řezu čerstvou brusnou suspenzí, nebo se může Část oděru dekantováním oddělit od suspenze. U všech těchto způsobů se ale musí použitá suspenze po menším nebo větším počtu řezů odstranit. To zpravidla probíhá tak, že se odstraní spalováním jako speciální odpad a následně se deponuje reziduum.
• ft · ftft ftft ·· >· ft · · ··· ftft·· • ft·· · ft- ♦*· ft · ft ft · ftftftft ftft ftft ftftft · · • ft ft ftftftft ftftft ftft · ftft ftft ······
Protože náklady na opatření brusné suspenze tvoří značnou část celkových nákladů na mechanické opracování křemíku, křemene nebo keramiky, není tato rozšířená praxe odstraňování hospodárná.
Z Patent Abstracts of Japan je z JP 1-316170 znám způsob, u kterého se použité brusné suspenze odstřeďují a tak oddělená brusná, případně řezná zrna se znovu uvedou do stavu suspenze s čerstvou chladící a mazací kapalinou. Nevýhodou tohoto způsobu je vysoký podíl oděru a také chladící a mazací kapaliny v oddělených řezných zrnech. Přesné oddělení mezi řezným zrnem a oděrem není proto při tomto způsobu možné, takže možnosti opětovného zhodnocení součástí obráběcí suspenze jsou značně omezené.
Z EP 0916463A1 je znám další způsob frakcionace obráběcí suspenze. U tohoto způsobu se nejdříve oddestilovacím sušením kapaliny oddělí pevná a kapalná komponenta. Následně se použije způsob třídění, zejména způsob prosévání a třídění, pro rozdělení suchých pevných komponentů na jemnou frakci oděru a hrubou frakci řezného zrna. Návazně na toto suché třídění se může frakce obsahující řezná zrna opět použít v obráběcí suspenzi. Nevýhodou je, že při procesu sušení zůstávají nelétavá aditiva chladící a mazací kapaliny v pevné komponentě. Mimoto jsou i při upřednostněném vakuovém provozu pro úspěšné sušení potřebné teploty, které mohou poškodit chladící a mazací kapalinu rozkladem. Opětovné použití chladící a mazací kapaliny je pak vyloučené. Při navazujícím suchém třídění se mohou navíc převést nežádoucí aglomeráty z nej jemnějších částeček do opět zhodnocené hrubé frakce. Příčinou jsou zbytky chladící a mazací kapaliny, které slepí částečky.
Přesné oddělení frakcí obsažených v chladící a mazací kapalině se proto nemůže dosáhnout ani tímto způsobem. Úspěšná · ·· 44 44 »4
4 4 4 4 · « % 4 4 • 4 · 4 4 4 4 44 * 4 « • 4 4 4 4 4 4 4 · 4 4 4 4 · 4 «4 4 4444 444 «4 4 44 44 444444 frakcionace je však předpokladem pro vysoce hodnotné zhodnocení a pro opětovné použití komponentů. Právě z důvodu usilování o opětovné zhodnocení spotřebovaného karbidu křemíku v oblasti výroby keramických nebo brusných tělíček je nutné přísné oddělení odéru křemíku a kovu. Známými způsoby podle stavu techniky nelze toto oddělení dosáhnout.
U dalšího, z US 3,997,359 známého způsobu oddělování jednotlivých částí z chladící a mazací kapaliny, dochází k oddělení oděru a řezného zrna až po oddělení chladící a mazací kapaliny několika pracími procesy s následným sušením, takže výše popsané problémy se mohou vyskytnout i zde.
EP 0 786 317 A2 popisuje obdobný způsob přípravy použitých obráběcích kapalin, například chladících látek, kterým se dá řezné zrno oddělit od obráběcí kapaliny. U tohoto způsobu se nejdříve olejovité obráběcí kapalině přidává voda, aby se snížila viskozita obráběcí kapaliny a vytvořila se emulze olej/voda. Návazně se řezné zrno oddělí mokrým tříděním od kapalné fáze, skládající se z oleje, vody a oděru. Také takovýmto způsobem se však nedosahuje ostré oddělení řezného zrna od oděru a chladící a mazací kapaliny.
Podstata vynálezu
Je úkolem předloženého vynálezu udat způsob frakcionace obráběcí suspenze, kterým se spolehlivě a přesně oddělí řezné zrno od oděru a chladící a mazací kapaliny, aby se umožnilo úspěšné opětovné zhodnocení jednotlivých částí obráběcí suspenze.
U vynálezeckého způsobu se nejdříve, v závislosti na chladící a mazací kapalině, která je k dispozici, volí pomocná látka pro snížení viskozity, která vytvoří s chladící a mazací kapalinou směs (tj. je směšovatelná), která opět vytvoří s oděrem suspenzi. Odborník je schopen volit pomocné látky • Λ ··· • · · • ······· « * * » «4 ·
» »4 ·· «« směšovatelné s chladící a mazací kapalinou, které vytvoří takovou směs případně suspenzi. Pro tento účel je k dispozici značný počet kapalin známých jako extrakční činidla.
Obráběcí suspenze se konečně za použití zvolených pomocných látek rozdělí v mokrém třídiči, například ve vznosném proudovém třídiči, přičemž lze stáhnout řezné zrno jako hrubou frakci a velkou část oděru ve stavu suspenze ve směsi chladící a mazací kapaliny a pomocné látky lze přečerpat jako jemnou frakci.
U tohoto způsobu má velký význam volba kapalné pomocné látky, jejíž směs s chladící a mazací kapalinou tvoří stabilní suspenzi s oděrem, avšak ne s řezným zrnem. U konvenčních způsobů extraktivního oddělení chladících a mazacích kapalin z použitých suspenzí, odpadů a kalů, se dosud určuje volba rozpouštědla pouze podle jeho kapacity a selektivity vůči rozpouštěné chladící a mazací kapalině.
Pro vynálezecký způsob se naproti tomu využívá ta vlastnost, že některé směsi chladící a mazací kapaliny s pomocnou látkou vytvářejí s oděrem pocházejícím z opracovávaného materiálu stabilní suspenze, tedy v případě zpracovávání křemíku s částečkami křemíku. Výraz směs v tomto případě znamená přednostně jednofázový systém (homogenní směs). Tak lze po přidání pomocných látek, zejména rozpouštědel směšovatelných s chladící a mazací kapalinou, po promíchání těchto s chladící a mazací kapalinou poznat, že na základě snížení viskozity dochází k rozdělení suspenze na sediment a horní vrstvu, přičemž je chladící a mazací kapalina ze značné části převedená do horní vrstvy.
Překvapivě se přitom ukázalo, že určité směsi pomocných látek a chladících a mazacích kapalin vytvářejí stabilní suspenzi s v obráběcí suspenzi obsaženým oděrem, jako je
» » · • · «
například křemíkový oděr, a jiné směsi tak nečiní. Vytvořené stabilní suspenze přitom existují několik týdnů, aniž by došlo k úplné sedimentaci oděru. Tento efekt vytvářet suspenzi materiálového oděru ve směsi pomocné látky a chladící a mazací kapaliny se při vynálezeokém způsobu využívá, ve spojení s mokrým tříděním, výhodným způsobem pro efektivní oddělení oděru pocházejícího ze zpracovávaného materiálu od řezného zrna. Potřebné množství kapaliny pomocné látky pro efektivní oddělení chladící a mazací kapaliny a oděru pocházejícího ze zpracovávaného materiálu od tříděné frakce řezného zrna se tím v mokrém třídiči minimalizuje.
Pomocná látka vhodná pro vynálezecký způsob, přednostně rozpouštědlo, převede již v jednostupňové imerzní extrakci jak chladící a mazací kapalinu tak také oděr pocházející z opracovávaného materiálu do horní vrstvy kapaliny a ponechává přitom řezné zrno přibližně úplně v sedimentu. Tak se daří při použití pouze malého množství rozpouštědla spolu s použitím mokrého třídiče úplné oddělení oděru pocházejícího z opracovávaného materiálu od frakce řezného zrna. Frakce řezných zrn se může stáhnout jako hrubá frakce, případně dalším tříděním a/nebo magnetickou separací se mohou oddělit kovové částečky, a po oddělené rozpouštědla se může zavést zpět do procesu.
Pokud by tvar zrna frakce řezného zrna nepřipouštěl, zejména chybí--li ostré řezné hrany po opakovaném použití, další použití jako řezné zrno, může po provedeném přesném oddělení řezných zrn, chladící a mazací kapaliny, oděru a kovu dojít k využití v jiné oblasti. Tak se například nabízí pro řezné zrno z SiC použití ve formě vysoce hodnotné suroviny pro průmyslovou keramiku nebo pro speciální brusná tělíčka. Takové využití frakcí SiC z obráběcích suspenzí není úpravárenskými způsoby podle stavu techniky na základě nedostatečného oddělení proveditelné.
··· 4 · 4 4 · 4 4
4 4 4 ····· 4 4 4 • · 4444 ·· ·· ··· · *
4 4444 444
4 44 44 444444
Je výhodné, že se dají zpravidla zhodnotit všechny frakce použité obráběcí suspenze, které byly oddělené podle vynálezeckého způsobu.
Příklady pomocných látek s vlastnostmi potřebnými pro provádění způsobu podle vynálezu jsou v případě chladících a mazacích kapalin na bázi minerálních olejů lipofilní rozpouštědla, přednostně hexan, heptan a podobná. U chladících a mazacích kapalin na bázi vícemocných alkoholů vytvářejí zejména amfifilní rozpouštědla, přednostně aceton a pod., stabilní suspenzi, která obsahuje převážně oděr z opracovávaného materiálu.
Jako mokré třídiče se přednostně používají proudové a odstředivé třídiče.
Ve výhodném rozpracování vynálezu se může doplňkově k mokrému třídění provádět odlučování Fe, které probíhá přednostně pomocí známého zařízení pro magnetické odlučování v kapalných systémech. Může býti integrováno do třídiče nebo může také býti umístěno mimo třídič pro čištění odtažené frakce. Tímto přídavným ošetřením se může dosáhnou čistota SiC nutná pro řezné zrno, která umožňuje použití SiC jak v původním procesu, tak také pro průmyslovou keramiku a pro brusná tělíčka.
Z mokrého třídiče získaná suspenze směsi pomocné látky a 'i chladící a mazací kapaliny se může rozdělit běžně známými způsoby. Oddělení pevných látek z kapaliny se může provádět například mechanickými způsoby jako jsou filtrace, separace nebo kombinacemi těchto způsobů. Je však také možné pomocnou látku, případně rozpouštědlo, oddělit například oddestilováním a pak zbývající směs chladící a mazací kapaliny a oděru smísit s dalším rozpouštědlem, které sice vytvoří směs s chladící a mazací kapalinou, ne však suspenzi s částečkami oděru.
V případě chladící kapaliny na bázi minerálního oleje se pro toto hodí například amfifilní rozpouštědlo jako je aceton. Oděr se pak může velmi jednoduše oddělit mechanicky.
Způsob podle vynálezu lze použít na všechny známé obráběcí suspenze pro mechanické opracování křehkých a tvrdých materiálu jako je křemík, křemen nebo keramika, u kterých je řezné zrno dispergované.
Způsob je ale také použitelný u obráběcích suspenzí, které se používají pro opracování i jiných materiálů. Zatímco oddělení feromagnetických materiálů nepůsobí zpravidla problémy, je zvláštní výhoda vynálezeckého způsobu především v dobré oddělitelnosti ne feromagnetických materiálů od řezného zrna. Přitom samozřejmě není důležité, pochází-li oděr z opracovávaného materiálu nebo z nástrojů na opracování.
V hlavní oblasti používání způsobu vznikající použité obráběcí suspenze, které vznikají při mechanickém opracování křemíku, křemene nebo keramiky, se tyto suspenze skládají z chladící a mazací kapaliny, ve které jsou dispergovaná jak řezná zrna tak oděr pocházející z opracovávaného materiálu a z nástrojů na opracování, například pil. Jako řezná zrna se přitom používají tvrdokovové částečky, například z kysličníku hlinitéhu, karbidu boru nebo karbidu křemičitého, jejichž průměr zrna se přednostně pohybuje v rozsahu 3 až 50 pm.
V následném bude pomocí příkladu znázorněna frakcionace obráběcí suspenze, používaně při dělícím lapování křemíku. Obráběcí. suspenze po dělícím lapování obsahuje v tomto příkladu hmotný podíl přibližně 55% SiC jako řezných zrn, asi 30% vysoce rafinovaného minerálního oleje jako chladící a mazací kapaliny, asi 12% oděru křemíku a přibližně 3% kovového oděru Fe.
Obráběcí suspenze se přivede k proudovému třídiči, který je provozován s hexanem jako pro tento systém vhodnou pomocnou látkou.Poměr suspenze k hexanu činí přibližně 1:2. Jako hrubá frakce se stahuje frakce řezného zrna, která se z 95% skládá ze SiC.
Oddělení oděru křemíku a řezného zrna ze SiC je již ve stadiu mokrého třídění tak dobré, že již nejsou nutné další kroky třídění těchto částic. Tak obsahuje frakce řezného zrna v tomto příkladu podíl oděru křemíku nižší než 2%.
Hrubá frakce řezného zrna se známým způsobem zbaví magnetickou separací kovových částeček Fe. Obsah SiC činí po tomto ošetření přibližně 98%.
Claims (9)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob frakcionace obráběcí suspenze, skládající se z chladící a mazací kapaliny, ve které jsou dispergovaná minimálně řezná zrna a oděr materiálu, s následujícími kroky:mokré třídění obráběcí suspenze při použití kapalné pomocné látky v mokrém třídiči a stahování jedné nebo více frakcí obsahujících řezné zrno a chladící a mazací kapaliny z mokrého třídiče,
vyznačuj ící setím, že se použije kapalná pomocná látka, která vytvoří s chladící a mazací kapalinou směs, která vytvoří s oděrem suspenzi. Způsob podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že při nasazení chladící a mazací kapaliny skládající se z alkoholů se jako pomocná látka použije amfifilní kapalina. Způsob podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že při nasazení chladící a mazací kapaliny vytvořené na bázi uhlovodíků se jako kapalná pomocná látka použije lipofilní kapalina. • · · · 9 4 » · · · · ♦ » · · · . · · · 4 ······· ·· - 4. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se z mokrého třídiče stahují jedna nebo více frakcí obsahujících kovový oděr z nástroje na opracování.
- 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že kovový oděr se odděluje magnetickým separátorem.
- 6. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že při existenci kovového oděru z nástrojů na opracování ve frakci nebo frakcích obsahujících řezné zrno, probíhá následná úprava těchto frakcí tříděním a/nebo magnetickým separováním pro oddělení kovového oděru.
- 7. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že frakce obsahující oddělené řezné zrno a/nebo kovový oděr se suší a při sušení odpařená kapalná pomocná látka kondenzuje a případně se přivádí zpět do mokrého třídiče.
- 8. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že se pevné látky ze směsi chladící a mazací kapaliny a pomocné látky mechanicky oddělují spolu s v těchto suspendovaným oděrem.
- 9. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že kapalná pomocná látka se odděluje od chladící a mazací kapaliny oddestilovacím a/nebo mechanickým způsobem a případně se přivádí zpět do mokrého třídiče.9 9 · · * · · · · · · • · · ··· ···« • · · · .· · · · · · » · • · ···· · · 9 9 · · « · · ·* 9 ·· * · ······
- 10. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že mokré třídění se provádí proudovou nebo odstřeďovací technikou.
- 11. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že obráběcí suspenze se pro redukci obsahu chladící a mazací kapaliny před mokrým tříděním nejdříve smísí které vytvoří s chladící a mazací která nevytvoří suspenzi s oděrem pocházejícím z opracovávaného materiálu, přičemž se směs následně částečně odfiltruje a rozpouštědlo se destilací opět odděluje od obráběcí suspenze.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19960380A DE19960380C2 (de) | 1999-12-14 | 1999-12-14 | Verfahren zum Fraktionieren einer Zerspanungssuspension |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20021772A3 true CZ20021772A3 (cs) | 2002-11-13 |
| CZ293557B6 CZ293557B6 (cs) | 2004-06-16 |
Family
ID=7932688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20021772A CZ293557B6 (cs) | 1999-12-14 | 2000-10-31 | Způsob frakcionace obráběcí suspenze |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6821437B1 (cs) |
| EP (1) | EP1237691B1 (cs) |
| AT (1) | ATE292000T1 (cs) |
| AU (1) | AU2347201A (cs) |
| CA (1) | CA2392399A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ293557B6 (cs) |
| DE (2) | DE19960380C2 (cs) |
| ES (1) | ES2240223T3 (cs) |
| MX (1) | MXPA02005881A (cs) |
| NO (1) | NO318474B1 (cs) |
| PL (1) | PL196128B1 (cs) |
| WO (1) | WO2001043933A1 (cs) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3426149B2 (ja) * | 1998-12-25 | 2003-07-14 | 富士通株式会社 | 半導体製造における研磨廃液再利用方法及び再利用装置 |
| DE10338520A1 (de) * | 2003-08-21 | 2005-03-24 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zum Trennen einer Zerspanungssuspension |
| DE102005007368A1 (de) | 2004-06-16 | 2006-01-05 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Schmierend wirkende Polymer-Wasser-Mischung |
| ITRM20070677A1 (it) * | 2007-12-27 | 2009-06-28 | Garbo S R L | Procedimento per la separazione e il recupero dei sospendenti contenuti nelle sospensioni esauste provenienti dalle lavorazioni meccaniche del silicio. |
| US8425639B2 (en) * | 2008-05-30 | 2013-04-23 | Cabot Microelectronics Corporation | Wire saw slurry recycling process |
| DE102009034949A1 (de) * | 2009-07-09 | 2011-01-13 | Akw Apparate + Verfahren Gmbh | Verfahren zur Aufbereitung einer Suspension |
| CN101648086B (zh) * | 2009-09-02 | 2012-08-29 | 朱宁 | 快速沉淀方法及快速沉淀分离装置 |
| TWI432281B (zh) | 2010-09-29 | 2014-04-01 | 切削液之回收方法 | |
| DE102011115081B4 (de) | 2011-09-19 | 2017-08-31 | Baufeld-Mineralölraffinerie GmbH | Verfahren zur Gewinnung von Solarsilizium aus Sägeabfällen |
| KR20140102697A (ko) * | 2011-12-22 | 2014-08-22 | 코니카 미놀타 가부시키가이샤 | 연마재 재생 방법 및 재생 연마재 |
| EP2799185B1 (en) * | 2011-12-27 | 2017-02-01 | Konica Minolta, Inc. | Method for separating polishing material and regenerated polishing material |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3997359A (en) * | 1972-11-07 | 1976-12-14 | Joseph Daniel Dankoff | Reclamation of components from grinding swarf |
| JPH01316170A (ja) * | 1988-06-13 | 1989-12-21 | Osaka Titanium Co Ltd | 切削加工法および砥液再利用装置 |
| JPH0839430A (ja) * | 1994-07-22 | 1996-02-13 | Mitsubishi Materials Corp | シリコン切断廃液からの砥粒回収方法 |
| JPH09109145A (ja) * | 1995-10-16 | 1997-04-28 | Mitsubishi Materials Corp | シリコン切断廃液からの砥粒回収装置 |
| JPH09109144A (ja) * | 1995-10-16 | 1997-04-28 | Mitsubishi Materials Corp | シリコン切断廃液からの砥粒回収方法 |
| JP3199159B2 (ja) * | 1996-01-26 | 2001-08-13 | 信越半導体株式会社 | 油性スラリー廃液の再利用システム |
| JP3249373B2 (ja) * | 1996-02-21 | 2002-01-21 | 信越半導体株式会社 | 水溶性スラリー廃液の再利用システム |
| US5934980A (en) * | 1997-06-09 | 1999-08-10 | Micron Technology, Inc. | Method of chemical mechanical polishing |
| DE19743721A1 (de) * | 1997-10-02 | 1999-04-08 | Kempten Elektroschmelz Gmbh | Verfahren zum Wiederaufarbeiten einer Schleifsuspension |
| JP4158066B2 (ja) * | 1998-02-06 | 2008-10-01 | ソニー株式会社 | 光学素子の製造方法 |
| TW383249B (en) * | 1998-09-01 | 2000-03-01 | Sumitomo Spec Metals | Cutting method for rare earth alloy by annular saw and manufacturing for rare earth alloy board |
| JP3426149B2 (ja) * | 1998-12-25 | 2003-07-14 | 富士通株式会社 | 半導体製造における研磨廃液再利用方法及び再利用装置 |
| DE19912252A1 (de) * | 1999-03-18 | 2000-09-28 | Wacker Siltronic Halbleitermat | Verfahren zum Wiederaufarbeiten einer Suspension |
-
1999
- 1999-12-14 DE DE19960380A patent/DE19960380C2/de not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-10-31 AT AT00987069T patent/ATE292000T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-10-31 EP EP00987069A patent/EP1237691B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-31 ES ES00987069T patent/ES2240223T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-31 MX MXPA02005881A patent/MXPA02005881A/es active IP Right Grant
- 2000-10-31 CA CA002392399A patent/CA2392399A1/en not_active Abandoned
- 2000-10-31 AU AU23472/01A patent/AU2347201A/en not_active Abandoned
- 2000-10-31 WO PCT/DE2000/003858 patent/WO2001043933A1/de not_active Ceased
- 2000-10-31 PL PL356160A patent/PL196128B1/pl not_active IP Right Cessation
- 2000-10-31 US US10/130,768 patent/US6821437B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-10-31 CZ CZ20021772A patent/CZ293557B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2000-10-31 DE DE50009939T patent/DE50009939D1/de not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-06-10 NO NO20022766A patent/NO318474B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE50009939D1 (de) | 2005-05-04 |
| NO20022766L (no) | 2002-06-10 |
| EP1237691A1 (de) | 2002-09-11 |
| MXPA02005881A (es) | 2003-10-14 |
| CA2392399A1 (en) | 2001-06-21 |
| NO318474B1 (no) | 2005-03-21 |
| EP1237691B1 (de) | 2005-03-30 |
| WO2001043933A1 (de) | 2001-06-21 |
| PL196128B1 (pl) | 2007-12-31 |
| US6821437B1 (en) | 2004-11-23 |
| NO20022766D0 (no) | 2002-06-10 |
| DE19960380A1 (de) | 2001-07-05 |
| ATE292000T1 (de) | 2005-04-15 |
| PL356160A1 (en) | 2004-06-14 |
| CZ293557B6 (cs) | 2004-06-16 |
| ES2240223T3 (es) | 2005-10-16 |
| DE19960380C2 (de) | 2002-05-29 |
| AU2347201A (en) | 2001-06-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ20021772A3 (cs) | Způsob frakcionace obráběcí suspenze | |
| US6231628B1 (en) | Method for the separation, regeneration and reuse of an exhausted glycol-based slurry | |
| KR100485738B1 (ko) | 슬러리 재생 방법 | |
| JP2001278612A (ja) | シリコンの回収方法 | |
| KR20010071680A (ko) | 소모된 글리콜-기재의 슬러리를 분리, 재생, 및재사용하기 위한 방법 | |
| JP2011509187A (ja) | シリコンの機械加工により排出されたスラリー中に含まれる懸濁流体を分離及び回収する方法 | |
| EP2094441B1 (en) | Process and apparatus for treating exhausted abrasive slurries from the lapping process for the recovery of their reusable abrasive component | |
| Lee et al. | A study on recovery of SiC from silicon wafer cutting slurry | |
| US6010010A (en) | Process for reclaiming a grinding suspension | |
| JP2005313030A (ja) | スラリ再生方法 | |
| EP1620238B1 (en) | Method for cleaning sic particles | |
| JP2010221337A (ja) | 使用済み研削液の再利用方法 | |
| JPH07251373A (ja) | 切削粒子の回収方法 | |
| JP2002028866A (ja) | 砥粒の回収方法および研削スラリー | |
| JP2000254543A (ja) | 炭化珪素研磨剤の再生処理方法及び研磨剤 | |
| US6264843B1 (en) | Process for reclaiming a suspension | |
| JP4369054B2 (ja) | 使用済グリコール系スラリーの分離、再生および再使用法 | |
| JPH0839430A (ja) | シリコン切断廃液からの砥粒回収方法 | |
| JP2005007541A (ja) | 硬脆材料スライス加工用スラリー廃液の再利用システム | |
| RU2104797C1 (ru) | Способ разделения латунных шлаков | |
| KR100626252B1 (ko) | 와이어 소 연마제의 재생공정 | |
| DE10338520A1 (de) | Verfahren zum Trennen einer Zerspanungssuspension | |
| DE102010025606A1 (de) | Verfahren zur Wiederaufbereitung von verbrauchten Sägeflüssigkeiten aus der Herstellung von Siliziumwafern | |
| JPH1158235A (ja) | 使用済み切断用組成物の再生方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20131031 |