PL196128B1 - Sposób frakcjonowania zawiesiny skrawającej - Google Patents

Sposób frakcjonowania zawiesiny skrawającej

Info

Publication number
PL196128B1
PL196128B1 PL356160A PL35616000A PL196128B1 PL 196128 B1 PL196128 B1 PL 196128B1 PL 356160 A PL356160 A PL 356160A PL 35616000 A PL35616000 A PL 35616000A PL 196128 B1 PL196128 B1 PL 196128B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
cutting
cooling lubricant
separated
liquid
suspension
Prior art date
Application number
PL356160A
Other languages
English (en)
Other versions
PL356160A1 (pl
Inventor
Peter Eisner
Andreas Malberg
Michael Menner
Axel Borcherding
Original Assignee
Fraunhofer Ges Zur Ferderung D
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Ges Zur Ferderung D filed Critical Fraunhofer Ges Zur Ferderung D
Publication of PL356160A1 publication Critical patent/PL356160A1/pl
Publication of PL196128B1 publication Critical patent/PL196128B1/pl

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION 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
    • B03BSEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B5/00Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating
    • B03B5/28Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by sink-float separation
    • B03B5/30Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by sink-float separation using heavy liquids or suspensions
    • B03B5/44Application of particular media therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION 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
    • B03BSEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B1/00Conditioning for facilitating separation by altering physical properties of the matter to be treated
    • B03B1/04Conditioning for facilitating separation by altering physical properties of the matter to be treated by additives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION 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
    • B03DFLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D3/00Differential sedimentation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B55/00Safety 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
    • B24B55/02Equipment for cooling the grinding surfaces, e.g. devices for feeding coolant
    • B24B55/03Equipment for cooling the grinding surfaces, e.g. devices for feeding coolant designed as a complete equipment for feeding or clarifying coolant
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/0058Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material
    • B28D5/007Use, recovery or regeneration of abrasive mediums
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M175/00Working-up used lubricants to recover useful products ; Cleaning
    • C10M175/04Working-up used lubricants to recover useful products ; Cleaning aqueous emulsion based
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10Greenhouse 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)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (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)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

1. Sposób frakcjonowania zawiesiny skrawajacej, skladajacej sie z substancji chlodzaco- -smarujacej, w której zdyspergowane sa przynajmniej ziarno tnace oraz scier materialu, w którym to sposobie zawiesine skrawajaca poddaje sie klasyfikacji na mokro w klasyfikatorze mokrym wobec zastosowania cieklej substancji pomocniczej dla obnizenia lepkosci, jedna lub wiele zawierajacych ziarno tnace frakcji, oraz substancje chlodzaco-smarujaca i substancje pomocnicza wyladowuje sie z klasyfikatora mokrego a ciekla substancje oddziela sie od substancji chlodzaco-smarujacej droga destylacji, znamienny tym, ze ciekla substancje pomocnicza dobiera sie tak, zeby ona wraz z sub- stancja chlodzaco-smarujaca przeszla w mieszanke jednofazowa a ta mieszanka jednofazowa tworzy- la zawiesine ze scierem. PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób frakcjonowania zawiesiny skrawającej, składającej sięz substancji chłodząco-smarującej, w której zdyspergowane są przynajmniej ziarno tnące oraz ścier materiału, w którym to sposobie zawiesinę skrawającą poddaje się klasyfikacji na mokro w klasyfikatorze mokrym wobec zastosowania ciekłej substancji pomocniczej dla obniżenia lepkości, jedną lub wiele zawierających ziarno tnące frakcji, oraz substancję chłodząco-smarującą i substancję pomocniczą wyładowuje się z klasyfikatora mokrego a ciekłą substancję oddziela się od substancji chłodząco-smarującej drogą destylacji. Taką zawiesinę skrawającą otrzymuje się w przypadku mechanicznej obróbki krzemu, kwarcu lub ceramiki.
Tego rodzaju zawiesiny skrawające stosuje się przykładowo podczas wytwarzania cienkich płytek z krzemu lub kwarcu dla półprzewodnikowej lub solarnej technologii, w której te cienkie płytki oddziela się techniką polerowania rozdzielczego prętów monokrystalicznych lub bloków odlewniczych. Tym samym w warunkach dodania do toku roboczego zawiesiny skrawającej wypiłowuje się równocześnie z odpowiednio długiego bloku lub pręta wiele setek cienkich płytek. Stosowane zawiesiny skrawające składają się z substancji chłodząco-smarującej, korzystnie z wielowodorotlenowych alkoholi lub wysoko rafinowanego oleju mineralnego i dodatków, oraz z przeprowadzonego w niej w stan zawiesiny ziarna tnącego, korzystnie węglika krzemu (SiC) o różnym uziarnieniu.
Podczas mechanicznej obróbki krzemu lub kwarcu ziarno tnące, zawarte w zawiesinie skrawającej, za pomocą narzędzi obrabiających, takich przykładowo jak piły taśmowe, piły drutowe lub tarcze docierakowe, transportuje i tłoczy się w miejscu, w którym ma ono rozwinąć swe działanie skrawające.
Stosowaną w procesie obróbkowym zawiesinę, zawierającą otrzymany ścier, zbiera się i ponownie doprowadza do procesu obróbkowego. Wraz z rosnącym czasem użytkowania obniża się jednak skuteczność zawiesiny skrawającej tak, że musi ona zostać wreszcie wymieniona, ponieważ postawiony cel obróbki nie może już zostać osiągnięty za pomocą tej zużytej zawiesiny skrawającej. Przyczyna tego obok ścierania się SiC tkwi przede wszystkim w zwiększającej się ilości drobnocząstkowego ścieru z krzemu lub kwarcu oraz żelaznego ścieru z narzędzia obrabiającego. Przedział typowego składu tego rodzaju używanych zawiesin przedstawiono w tabeli 1.
Tabe la 1
Typowy skład zawiesin skrawających z procesu wycinania piłą płytek krzemowych
Składnik Zawartość [% wagowe]
węglik krzemu 20-70
substancja chłodząco-smarująca 20-70
krzem 0-20
ścier metalowy 0-10
Dla dalszej przeróbki zużytej zawiesiny skrawającej są obecnie znane tylko nieliczne sposoby, tak więc te zawiesiny skrawające w praktyce musiały być często odprowadzane do spalania odpadów specjalnych.
Są dwie różne możliwości zwiększenia okresu trwania, tj. liczby możliwych cięć na 1 kg zawiesiny. W tym celu można przykładowo ilość częściową używanej mieszaniny do skrawania po każdym cięciu zastępować przez świeżą zawiesinę skrawającą, albo usuwać część ścieru przez zdekantowanie zawiesiny. We wszystkich tych sposobach używana zawiesina skrawająca musi jednak być usunięta po mniej lub bardziej dużej liczbie cięć. Z reguły następuje to poprzez usunięcie jako specjalnych odpadów drogą spalania i następnego składowania pozostałości.
Ponieważ koszty sporządzania zawiesiny skrawającej tworzą większą część całkowitych kosztów mechanicznej obróbki krzemu, kwarcu lub ceramiki, to ta rozpowszechniona praktyka usuwania jest nieopłacalna.
Ze skrótów japońskich patentów jest z JP 1-316170 znany sposób, w którym używaną zawiesinę do skrawania odwirowuje się a dzięki temu oddzielone ziarna ścierne bądź tnące redysperguje się w świeżej substancji chłodząco-smarującej. Niedogodnie jednak w przypadku tego sposobu pozostaje w oddzielonych ziarnach tnących jeszcze wysoka zawartość ścieru oraz używanej substancji chłodząco-smarującej.
PL 196 128 B1
Ostre rozdzielenie między ziarnem tnącym a ścierem nie jest zatem możliwe za pomocą tego sposobu, tak więc również możliwości ponownego wykorzystania składników tej zawiesiny do skrawania są bardzo silnie ograniczone.
Z opisu EP 0916463 A1 znany jest dalszy sposób frakcjonowania zawiesiny skrawającej. W sposobie tym zawiesinę tę najpierw na drodze destylacyjnego suszenia rozdziela się na składniki stałe i ciekłe. Następnie stosuje się sposób klasyfikacji, zwłaszcza sposób przesiewania lub odsiewania, w celu rozdzielenia suchych składników stałych na drobną frakcję ścieru i zgrubną frakcję ziarna tnącego. W dołączeniu do tej klasyfikacji suchej można frakcję zawierającą ziarno tnące ponownie stosować w zawiesinie skrawającej. Niedogodnie w etapie suszenia pozostają jednak trudnolotne dodatki substancji chłodząco-smarującej w składniku stałym. Poza tym również w korzystnym postępowaniu próżniowym są dla skutecznego suszenia substancji stałej potrzebne temperatury, które mogą substancję chłodząco-smarującą uszkodzić wskutek rozkładu. Ponowne stosowanie tej substancji chłodząco-smarującej jest wtedy wykluczone. Przez następną klasyfikację suchą można przy tym niepożądane aglomeraty z najdrobniejszych cząstek przeprowadzić w ponownie wykorzystywaną frakcję zgrubną. Przyczyną tego są resztki substancji chłodząco-smarującej, które sklejają te cząstki.
Ostrego rozdzielenia między frakcjami zawartymi w zawiesinie skrawającej również nie można osiągnąć tym sposobem. Skuteczne frakcjonowanie stanowi jednak przesłankę dla wysokowartościowego wykorzystania i dla ponownego stosowania tych składników. Właśnie w przypadku zamierzonego wykorzystania używanego SiC w dziedzinie wytwarzania ceramiki lub ściernic potrzebne jest ostre rozdzielanie ścieru krzemowego i metalowego. Za pomocą sposobów znanych ze stanu techniki nie można było dotąd osiągnąć tego rozdzielania.
W dalszym, z opisu US 3,997,359 znanym sposobie oddzielania poszczególnych składników z cieczy chłodzącej rozdzielanie między ścierem a ziarnem tnącym następuje dopiero po oddzieleniu substancji chłodząco-smarującej na drodze wielu procesów przemywania wraz z następnym etapem suszenia, toteż mogą wystąpić wyżej omówione problemy.
Opis EP 0 786 317 A2 omawia rodzajowy sposób przeróbki używanych cieczy obróbkowych, takich jak substancje chłodząco-smarujące, za pomocą którego można oddzielać ziarno tnące od cieczy obróbkowej. W sposobie tym do oleistej cieczy obróbkowej najpierw dodaje się wodę, aby obniżyć lepkość cieczy obróbkowej przez utworzenie emulsji olej/woda. Następnie w klasyfikacji mokrej oddziela się ziarno tnące od fazy ciekłej, składającej się z oleju, wody i ścieru. Również za pomocą takiego sposobu jednak nie osiąga się zamierzonego ostrego rozdzielenia ziarna tnącego od ścieru i substancji chłodząco-smarującej.
Zadanie niniejszego wynalazku polega na opracowaniu sposobu frakcjonowania zawiesiny skrawającej, za pomocą którego można byłoby ziarno tnące rozdzielać spolegliwie i ostro od ścieru i substancji chłodząco-smarującej, by umożliwić skuteczne ponowne wykorzystanie poszczególnych składników zawiesiny skrawającej.
Zadanie to rozwiązuje się za pomocą omówionego wyżej sposobu frakcjonowania zawiesiny skrawającej, polegającego według wynalazku na tym, że ciekłą substancję pomocniczą dobiera się tak, żeby ona wraz z substancją chłodząco-smarującą przeszła w mieszankę jednofazową a ta mieszanka jednofazowa tworzyła zawiesinę ze ścierem.
W przypadku występowania utworzonej z alkoholi substancji chłodząco-smarującej korzystnie stosuje się amfifilową ciecz jako ciekłą substancję pomocniczą.
W przypadku występowania utworzonej na osnowie węglowodorów substancji chłodząco-smarującej korzystnie stosuje się lipofilową ciecz jako ciekłą substancję pomocniczą.
W sposobie według wynalazku z klasyfikatora mokrego korzystnie wyładowuje się jedną lub wiele frakcji, zawierających ścier metalowy narzędzia obróbkowego.
Korzystnie ścier metalowy oddziela się za pomocą oddzielacza magnetycznego.
Przykładowo ścier metalowy narzędzia obróbkowego we frakcji bądź we frakcjach, zawierających oddzielone ziarno tnące, korzystnie oddziela się drogą klasyfikacji i/lub oddzielania magnetycznego.
Oddzieloną(e) frakcję(e) zawierającą(e) ziarno tnące i/lub frakcje zawierające ścier metalowy korzystnie suszy sięa odparowany podczas suszenia ciekły środek pomocniczy skrapla się i ewentualnie zawraca do klasyfikatora mokrego.
W sposobie według wynalazku z mieszaniny substancji chłodząco-smarującej i substancji pomocniczej korzystnie oddziela się mechanicznie substancje stałe wraz ze ścierem, tworzącym w niej zawiesinę.
PL 196 128 B1
Ciekłą substancję pomocniczą, oddzieloną drogą destylacji od substancji chłodząco-smarującej, korzystnie zawraca się do klasyfikatora mokrego.
Klasyfikacja mokra korzystnie następuje poprzez technikę napływową lub odśrodkową.
Korzystnie w sposobie według wynalazku zawiesinę skrawającą dla zmniejszenia zawartości substancji chłodząco-smarującej przed klasyfikacją mokrą najpierw miesza się z rozpuszczalnikiem, który z substancją chłodząco-smarującą przechodzi w mieszankę nie tworzącą żadnej zawiesiny ze ścierem pochodzącym z obrobionego materiału, przy czym mieszaninę tę następnie odsącza się częściowo i dalej rozpuszczalnik drogą destylacji oddziela się od zawiesiny skrawającej.
Specjalista jest w stanie, z klasy substancji pomocniczych, mieszających się z substancją chłodząco-smarującą, wybrać taką, która tworzy stosowną mieszaninę bądź zawiesinę. Do tego celu jest do dyspozycji mnóstwo cieczy, znanych jako ekstrahenty.
Zawiesinę skrawającą wreszcie rozdziela się wobec zastosowania dobranej substancji pomocniczej w klasyfikatorze mokrym, przykładowo w klasyfikatorze napływowym, przy czym ziarno tnące można odciągnąć jako frakcję zgrubną a większą część ścieru, przeprowadzonego w stan zawiesiny w mieszaninie substancji chłodząco-smarującej i substancji pomocniczej, można odciągnąć jako frakcję drobną.
W sposobie tym ważną rolę odgrywa dobór ciekłej substancji pomocniczej, której mieszanina z substancją chłodząco-smarującą tworzy stabilną zawiesinę ze ścierem a nie z ziarnem tnącym. W przypadku konwencjonalnych sposobów ekstrakcyjnego oddzielania substancji chłodząco-smarującej z używanych zawiesin, odpadów i szlamów określa się dobór rozpuszczalnika dotychczas jedynie przez jego pojemność i selektywność względem rozpuszczanej substancji chłodząco-smarującej.
Dla sposobu według wynalazku natomiast wykorzystuje się właściwość, że niektóre mieszaniny substancja chłodząco-smarującą/substancja pomocnicza wytwarzają stabilne zawiesiny ze ścierem pochodzącym z obrobionego materiału, czyli w przypadku przeróbki krzemu z cząstkami krzemowymi. Pod pojęciem mieszanina przy tym rozumie się korzystnie układ jednofazowy (jednorodna mieszanina). I tak po dodaniu substancji pomocniczych, zwłaszcza rozpuszczalników, które są mieszającymi się z substancją chłodząco-smarującą, i po rozmieszaniu ich z zawiesiną chłodząco-smarującą można rozpoznać, że z powodu obniżenia lepkości następuje rozdzielenie zawiesiny na osad i na ciecz nad osadem, przy czym substancja chłodząco-smarującą jest w daleko idącej mierze przeprowadzona do cieczy nad osadem.
Nieoczekiwanie okazało się przy tym, że określone mieszaniny substancja pomocnicza/substancja chłodząco-smarującą wytwarzają stabilne zawiesiny ze ścierem, zawartym w zawiesinie skrawającej, takim jak ścier krzemowy, a inne mieszaniny tego nie czynią. Te utworzone stabilne mieszaniny istnieją przy tym w ciągu wielu tygodni bez otrzymania całkowitej sedymentacji ścieru.
Ten efekt przeprowadzenia ścieru materiału w stan zawiesiny w mieszaninie substancja pomocnicza/substancja chłodząco-smarująca w sposobie według wynalazku spożytkowuje się, korzystnie dla wydajnego oddzielenia ścieru pochodzącego z obrobionego materiału od ziarna tnącego, w powiązaniu z klasyfikacją mokrą. Potrzebną ilość cieczy substancji pomocniczej w klasyfikatorze mokrym dla wydajnego oddzielenia substancji chłodząco-smarującej i ścieru pochodzącego z obrobionego materiału od klasyfikowanej frakcji ziarna tnącego minimalizuje się dzięki temu.
Odpowiednia dla sposobu według wynalazku substancja pomocnicza, korzystnie rozpuszczalnik, przeprowadza już w jednostopniowej ekstrakcji imersyjnej zarówno substancję chłodząco-smarującą jak i ścier pochodzący z obrobionego materiału do cieczy nad osadem a przy tym ziarno tnące pozostaje niemal całkowicie w osadzie. Tym samym przy tylko małym wsadzie rozpuszczalnika udaje się w powiązaniu z klasyfikatorem mokrym całkowite oddzielenie ścieru pochodzącego z obrobionego materiału od frakcji ziarna tnącego. Frakcję ziarna tnącego można odciągać jako frakcję zgrubną i ewentualnie drogą dalszej klasyfikacji i/lub drogą oddzielania magnetycznego uwalniać od cząstek metalowych i po oddzieleniu rozpuszczalnika ponownie zawracać do procesu.
Jeśli postać ziarna z frakcji ziarna tnącego, zwłaszcza w przypadku braku ostrych krawędzi skrawających po wielokrotnym stosowaniu, nie miałaby już dopuszczać do stosowania jako ziarno tnące, to dzięki zaszłemu ostremu rozdzieleniu między ziarnem tnącym, substancją chłodząco-smarującą, ścierem i metalem mogłoby następować materiałowe wykorzystanie w innej dziedzinie. I tak przykładowo dla ziarna tnącego z SiC oferuje się zastosowanie jako wysokowartościowego surowca dla ceramiki przemysłowej lub dla specjalnych ściernic. Tego rodzaju wykorzystanie frakcji-SiC z zawiesin skrawających nie jest przeprowadzalne za pomocą sposobów przeróbki według stanu techniki z powodu wadliwego rozdzielania.
PL 196 128 B1
Istotna zaleta sposobu według wynalazku polega na ostrej zdolności oddzielania ziarna tnącego zarówno od środka chłodząco-smarującego jak i od ścieru. Dzięki temu sposobowi, w przeciwieństwie do wszystkich dotychczas znanych sposobów, udaje się czyste rozdzielanie zawiesin skrawających, których do obróbki krzemu, kwarcu lub ceramiki nie można już pożytecznie stosować, na materiałowe frakcje ziarna tnącego, obrobionego materiału, ścieru materiału i substancji chłodząco-smarującej. Dopiero to frakcjonowanie stanowi warunek dla materiałowego wykorzystania.
Korzystnie można z reguły wykorzystać wszystkie frakcje używanej zawiesiny skrawającej, które otrzymuje się rozdzielone dzięki sposobowi według wynalazku.
Przykładami substancji pomocniczych o właściwościach potrzebnych dla przeprowadzenia sposobu według wynalazku są, w przypadku substancji chłodząco-smarujących na osnowie oleju mineralnego, lipofilowe rozpuszczalniki, korzystnie heksan, heptan lub podobne. W przypadku substancji chłodząco-smarujących na osnowie wielowodorotlenowych alkoholi, zwłaszcza amfifilowe rozpuszczalniki, korzystnie aceton lub podobne, wytwarzają stabilną zawiesinę, która w przeważającej mierze zawiera ścier pochodzący z obrobionego materiału.
Jako klasyfikator mokry stosuje się korzystnie klasyfikator napływowy lub klasyfikator odśrodkowy.
W korzystnej dalszej postaci wykonania sposobu może uzupełniająco do klasyfikowania mokrego następować osadzanie metalu-Fe, które korzystnie wykonuje się za pomocą znanego urządzenia do magnetycznego osadzania metalu w układach ciekłych. Może ono być zarówno zintegrowane w klasyfikatorze jak i być umieszczone poza klasyfikatorem dla oczyszczania odciągniętej frakcji. Dzięki tej obróbce dodatkowej można osiągnąć czystość SiC jako ziarna tnącego, która umożliwia wykorzystanie tego SiC zarówno w pierwotnym procesie jak i dla ceramiki przemysłowej i ściernic.
Otrzymaną z klasyfikatora mokrego zawiesinę mieszanki substancja pomocnicza/substancja chłodząco-smarująca można rozdzielać w znany sposób. Oddzielenie substancji stałych z cieczy może przykładowo następować na drodze mechanicznych sposobów rozdzielania, takich jak filtracja, separacja lub kombinacje tych sposobów. Możliwe jednak jest też najpierw np. destylacyjne oddzielenie substancji pomocniczej bądź rozpuszczalnika a następnie zadawanie pozostającej mieszanki substancja chłodząco-smarująca dalszym rozpuszczalnikiem, który wprawdzie tworzy mieszaninę z substancją chłodząco-smarującą, jednakże nie wytwarza żadnej zawiesiny z cząstkami ścieru. W przypadku substancji chłodząco-smarującej na osnowie oleju mineralnego nadaje się w tym celu np. rozpuszczalnik amfifilowy, taki jak aceton. Ścier można wówczas bardzo łatwo oddzielić mechanicznie.
Odmianę omówionego sposobu można osiągnąć przez wstępną obróbkę zawiesiny skrawającej w celu zmniejszenia zawartości substancji chłodząco-smarującej. W tym celu zawiesinę skrawającą najpierw traktuje się rozpuszczalnikiem, który nie tworzy żadnej stabilnej zawiesiny ze ścierem pochodzącym z obrobionego materiału i z substancją chłodząco-smarującą. Otrzymana mieszanka z substancji chłodząco-smarującej i rozpuszczalnika może następnie po zwykłej filtracji być drogą destylacji ponownie rozdzielona na substancję chłodząco-smarującą i rozpuszczalnik.
Sposób według wynalazku można stosować na wszystkich znanych zawiesinach skrawających do mechanicznej obróbki kruchotwardego materiału, takiego jak krzem, kwarc lub ceramika, w których ziarno tnące występuje zdyspergowane w substancji chłodząco-smarującej.
Sposób ten jednak można też stosować dla zawiesin skrawających, które otrzymuje się w przypadku mechanicznej obróbki innych materiałów. Podczas gdy oddzielanie materiałów ferromagnetycznych z reguły nie sprawia żadnych problemów, zaleta sposobu według wynalazku tkwi przede wszystkim w dobrej zdolności oddzielania materiałów nie ferromagnetycznych od ziarna tnącego. Przy tym jest oczywiście bez znaczenia, czy ścier pochodzi od obrobionego materiału, czy od narzędzia obrabiającego.
Występujące w głównej dziedzinie stosowania sposobu, używane zawiesiny skrawające, które otrzymuje się przy mechanicznej obróbce krzemu, kwarcu lub ceramiki, składają sięz substancji chłodząco-smarującej, w której zdyspergowane są ziarno tnące oraz ścier pochodzący z obrobionego materiału i z narzędzia obrabiającego, przykładowo z piły drutowej. Jako ziarno tnące stosuje się przy tym, cząstki substancji twardej, przykładowo z tlenku glinowego, węglika krzemu lub węglika boru, których przeciętna średnica ziarna korzystnie mieści się w zakresie 3-50 μm.
W podanym niżej przykładzieprzedstawia się frakcjonowanie zawiesiny skrawania, którą otrzymuje się podczas rozdzielczego polerowania krzemu. Występująca po tym rozdzielczym polerowaniu zawiesina skrawająca zawiera w niniejszym przykładzie ilości wagowe około 55% SiC jako ziarna tnącego, około 30% wysokorafinowanego oleju mineralnego jako substancji chłodząco-smarującej, około 12% ścieru krzemowego i około 3% ścieru metalowego-Fe.
PL 196 128 B1
Zawiesinę skrawającą doprowadza się do klasyfikatora napływowego, który eksploatuje się za pomocą heksanu jako substancji pomocniczej, odpowiedniej dla tego układu. Stosunek zawiesiny do heksanu wynosi około 1:2. Jako zgrubną frakcję odciąga się frakcję ziarna tnącego, którą składa się w 95% z SiC.
Rozdzielenie między ścierem krzemowym a ziarnem tnącym z SiC jest już podczas etapu klasyfikacji mokrej tak dobre, że nie są potrzebne żadne dalsze operacje rozdzielania tych składników. I tak frakcja ziarna tnącego w tym przykładzie zawiera tylko mniej niż 2% ścieru krzemowego.
Zgrubną frakcję ziarna tnącego uwalnia się od cząstek metalowych-Fe w znany sposób przez oddzielanie magnetyczne. Po tej obróbce zawartość SiC wynosi około 98%.

Claims (11)

1. Sposób frakcjonowania zawiesiny skrawającej, składającej się z substancji chłodząco-smarującej, w której zdyspergowane są przynajmniej ziarno tnące oraz ścier materiału, w którym to sposobie zawiesinę skrawającą poddaje się klasyfikacji na mokro w klasyfikatorze mokrym wobec zastosowania ciekłej substancji pomocniczej dla obniżenia lepkości, jedną lub wiele zawierających ziarno tnące frakcji, oraz substancję chłodząco-smarującą i substancję pomocniczą wyładowuje się z klasyfikatora mokrego a ciekłą substancję oddziela się od substancji chłodząco-smarującej drogą destylacji, znamienny tym, że ciekłą substancję pomocniczą dobiera się tak, żeby ona wrazz substancją chłodząco-smarującą przeszła w mieszankę jednofazową a ta mieszanka jednofazowa tworzyła zawiesinę ze ścierem.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w przypadku występowania utworzonej z alkoholi substancji chłodząco-smarującej stosuje się amfifilową ciecz jako ciekłą substancję pomocniczą.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w przypadku występowania utworzonej na osnowie węglowodorów substancji chłodząco-smarującej stosuje się lipofilową ciecz jako ciekłą substancję pomocniczą.
4. Sposób według jednego z zastrz. 1-3, znamienny tym, że z klasyfikatora mokrego wyładowuje się jedną lub wiele frakcji, zawierających ścier metalowy narzędzia obróbkowego.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że ścier metalowy oddziela się za pomocą oddzielacza magnetycznego.
6. Sposób według jednego z zastrz. 1-5, znamienny tym, że ścier metalowy narzędzia obróbkowego we frakcji bądź we frakcjach, zawierających oddzielone ziarno tnące, oddziela się drogą klasyfikacji i/lub oddzielania magnetycznego.
7. Sposób według jednego z zastrz. 1-6, znamienny tym, że oddzieloną(e) frakcję(e) zawierającą(e) ziarno tnące i/lub frakcje zawierające ścier metalowy suszy się a odparowany podczas suszenia ciekły środek pomocniczy skrapla się i ewentualnie zawraca do klasyfikatora mokrego.
8. Sposób według jednego z zastrz. 1-7, znamienny tym, że z mieszaniny substancji chłodząco-smarującej i substancji pomocniczej mechanicznie oddziela się substancje stałe wraz ze ścierem, tworzącym w niej zawiesinę.
9. Sposób według jednego z zastrz. 1-8, znamienny tym, że ciekłą substancję pomocniczą, oddzieloną drogą destylacji od substancji chłodząco-smarującej, zawraca się do klasyfikatora mokrego.
10. Sposób według jednego z zastrz. 1-9, znamienny tym, że klasyfikacja mokra następuje poprzez technikę napływową lub odśrodkową.
11. Sposób według jednego z zastrz. 1-10, znamienny tym, że zawiesinę skrawającą dla zmniejszenia zawartości substancji chłodząco-smarującej przed klasyfikacją mokrą najpierw miesza się z rozpuszczalnikiem, który z substancją chłodząco-smarującą przechodzi w mieszankę nie tworzącą żadnej zawiesiny ze ścierem pochodzącym z obrobionego materiału, przy czym mieszaninę tę następnie odsącza się częściowo i dalej rozpuszczalnik ten drogą destylacji oddziela się od zawiesiny skrawającej.
PL356160A 1999-12-14 2000-10-31 Sposób frakcjonowania zawiesiny skrawającej PL196128B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19960380A DE19960380C2 (de) 1999-12-14 1999-12-14 Verfahren zum Fraktionieren einer Zerspanungssuspension
PCT/DE2000/003858 WO2001043933A1 (de) 1999-12-14 2000-10-31 Verfahren zum fraktionieren einer zerspanungssuspension

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL356160A1 PL356160A1 (pl) 2004-06-14
PL196128B1 true PL196128B1 (pl) 2007-12-31

Family

ID=7932688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL356160A PL196128B1 (pl) 1999-12-14 2000-10-31 Sposób frakcjonowania zawiesiny skrawającej

Country Status (12)

Country Link
US (1) US6821437B1 (pl)
EP (1) EP1237691B1 (pl)
AT (1) ATE292000T1 (pl)
AU (1) AU2347201A (pl)
CA (1) CA2392399A1 (pl)
CZ (1) CZ293557B6 (pl)
DE (2) DE19960380C2 (pl)
ES (1) ES2240223T3 (pl)
MX (1) MXPA02005881A (pl)
NO (1) NO318474B1 (pl)
PL (1) PL196128B1 (pl)
WO (1) WO2001043933A1 (pl)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
CN104010770B (zh) * 2011-12-22 2017-07-21 柯尼卡美能达株式会社 研磨材料再生方法及再生研磨材料
US10017675B2 (en) * 2011-12-27 2018-07-10 Konica Minolta, Inc. Method for separating polishing material and regenerated polishing material

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Also Published As

Publication number Publication date
DE19960380C2 (de) 2002-05-29
ES2240223T3 (es) 2005-10-16
DE19960380A1 (de) 2001-07-05
PL356160A1 (pl) 2004-06-14
CZ20021772A3 (cs) 2002-11-13
AU2347201A (en) 2001-06-25
ATE292000T1 (de) 2005-04-15
EP1237691B1 (de) 2005-03-30
CZ293557B6 (cs) 2004-06-16
NO20022766D0 (no) 2002-06-10
EP1237691A1 (de) 2002-09-11
US6821437B1 (en) 2004-11-23
CA2392399A1 (en) 2001-06-21
MXPA02005881A (es) 2003-10-14
WO2001043933A1 (de) 2001-06-21
NO20022766L (no) 2002-06-10
DE50009939D1 (de) 2005-05-04
NO318474B1 (no) 2005-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW445200B (en) Method for treating exhausted slurry utilized in slicing silicon wafers from silicon ingot
EP2207869B1 (en) Method for treating spent abrasive slurry
US6231628B1 (en) Method for the separation, regeneration and reuse of an exhausted glycol-based slurry
KR100485738B1 (ko) 슬러리 재생 방법
PL196128B1 (pl) Sposób frakcjonowania zawiesiny skrawającej
US20100170495A1 (en) Method and system for manufacturing wafer-like slices from a substrate material
WO2009084068A1 (en) Process for separating and recovering the suspending fluids contained in exhausted slurries from the machining of silicon
EP2094441B1 (en) Process and apparatus for treating exhausted abrasive slurries from the lapping process for the recovery of their reusable abrasive component
JP2005313030A (ja) スラリ再生方法
JPH11172236A (ja) 研削懸濁液を再生利用する方法
JP4449185B2 (ja) 砥粒の回収方法
JPH07251373A (ja) 切削粒子の回収方法
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
JP2000254543A (ja) 炭化珪素研磨剤の再生処理方法及び研磨剤
JPH0839430A (ja) シリコン切断廃液からの砥粒回収方法
JPH1158235A (ja) 使用済み切断用組成物の再生方法
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
KR100626252B1 (ko) 와이어 소 연마제의 재생공정
DE102010025606A1 (de) Verfahren zur Wiederaufbereitung von verbrauchten Sägeflüssigkeiten aus der Herstellung von Siliziumwafern
JPH09109145A (ja) シリコン切断廃液からの砥粒回収装置
DE10338520A1 (de) Verfahren zum Trennen einer Zerspanungssuspension
JP2010036268A (ja) ワイヤソー用水溶性加工油剤の再生方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20131031