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树脂结合剂金刚石线锯丝制造实验研究

树脂结合剂金刚石线锯丝制造实验研究

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作者：郑路山东大学

学位级别：硕士

脆性材料游离磨料线锯切片加工存在锯切时间长、切割效率低、环境污染严重等缺点,而固结磨粒线锯具有切片质量好、切割效率高、对环境友好等优点,受到越来越多的关注。与电镀线锯相比,树脂结合剂固结磨粒线锯的生产工艺简单、加工表面... 详细信息

脆性材料游离磨料线锯切片加工存在锯切时间长、切割效率低、环境污染严重等缺点,而固结磨粒线锯具有切片质量好、切割效率高、对环境友好等优点,受到越来越多的关注。与电镀线锯相比,树脂结合剂固结磨粒线锯的生产工艺简单、加工表面质量更好,有望得到更广泛的应用。但树脂结合剂固结磨粒线锯的磨粒把持强度低,耐磨耐热性差,使用寿命不足。针对树脂结合剂固结磨粒线锯丝存在的问题,本文以提高锯丝的切割性能和使用寿命为目标,通过正交试验得到了性能最佳的树脂和磨料的涂覆层组分配比,研究了树脂结合剂金刚石线锯丝制造工艺对锯丝性能的影响,提出了树脂结合剂金刚石线锯丝制作工艺及装置的改进方案,主要工作总结如下：对树脂结合剂金刚石线锯丝的涂覆层组分进行了分析,提出通过选择合适的组分种类来改善涂覆层的性能,从而提高锯丝性能。采用正交试验配制了不同组分配比的涂覆层,并分别制作了树脂结合剂金刚石线锯丝,以锯丝切割单晶硅的材料去除率、磨损率、涂覆层结合力和加工表面粗糙度作为评价指标,进行了锯丝性能评价实验。通过实验结果统计分析,得到了综合性能最佳的树脂结合剂金刚石线锯丝涂覆层组分配比。在获得涂覆层最佳组分配比的基础上,进一步研究了树脂结合剂金刚石线锯丝性能改进措施。结果表明,在本文研究范围内,随着磨粒粒度的增大,涂覆层中的磨粒凸露高度也增大,锯丝材料去除率也相应提高,在磨粒粒度为Φ30-40μm时锯丝磨损率最小：锯丝基体经过砂纸表面粗化处理后制作的树脂线锯丝,磨损率明显降低,其中400#砂纸对锯丝基体的表面粗化效果最好;通过活性稀释剂可调节涂覆层的黏度,改善涂覆层的流动性和浸润性,保证磨粒在涂覆层中分散的均匀性,其最佳用量为10-20wt%。预固化温度的适当提高能够增强锯丝涂覆预固化效果,锯丝性能也得到相应提升,本研究的预固化温度范围160-200℃;固化促进剂的添加可以缩短涂覆层固化时间,含量过多则会导致适用期变短,影响锯丝表层涂覆效果。本研究自制的树脂结合剂金刚石线锯丝的失效形式主要是涂覆层的磨损和金刚石磨粒的脱落,伴有少量的涂覆层剥落现象。总结分析了现有树脂结合剂金刚石线锯丝制作工艺与装置的主要问题,确定了树脂锯丝加热固化工艺,提出了锯丝基体表面粗化、供胶方式、锯丝涂覆方式等改进方案。

关键词：树脂结合剂金刚石线锯涂覆层线锯丝锯切性能

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