金刚石串珠绳锯常见问题及注意事项 我们知道，在厚构筑物钢筋混凝土切割拆除、开采矿山的过程中，金刚石串珠绳锯有传统拆除、开采方式无法比拟的优势，但金刚石绳锯机是一种比较脆弱与易损坏的系统，做为一个环形链必须使其最薄弱环节尽可能强化，电动绳锯的可靠性是一个极大的问题。遥控绳锯切割机的损坏将导致整个工具的失效，或使钢筋混凝土切割机寿命大大降低，这对工具的设计和金刚石绳锯及的生产产生很大的影响。下面，上海宗森电动绳锯厂家就简单的给大家介绍金刚石串珠绳锯在使用过程中常见的问题，希望对您有所帮助。
何为智能遥控电动绳锯？ “智能”是指宗森智能电动绳锯切割过程中，遇到不同硬度材质时，绳锯大电机会自动根据阻力情况自动调节切割速度，比如混凝土切割拆除时，切割到钢筋时，智能电动绳锯会减低切割速度，切割完钢筋后会自动加快速度。普通的电动绳锯，是需要人工看着，人为调节切割速度。 “遥控”是指通过宗森电动绳锯专用遥控器，可以远距离通过遥控器控制电动绳锯的工作，施工人员远距离操作切割拆除工程，操作便捷更安全。普通的线控电动绳锯无法实现。 上海宗森电动绳锯,金刚石串珠绳锯,遥控绳锯切割机,钢筋混凝土切割机,金刚石绳锯机,混凝土绳锯切割机,电滚子绳锯机,混凝土切割绳锯 金刚石绳锯最常见的问题： 1.电动绳锯机锯绳断裂锯绳断裂，通常是使用了错误的应用参数或是锯绳质量太差，这意味着塑料/橡胶与金刚石串珠之间结合不牢，导致岩屑进人金刚石锯绳中，很快岩浆或岩屑在串珠钢体与钢绳之间部分接触与磨擦钢绳，钢绳连接螺纹开始断裂，这也可能是由于错误运用了结合剂。钢绳断裂还可能是由于错误地选用钢丝绳，串珠钢体，注塑成型后热处理不好所致。 2.金刚石绳锯机不能锯切与使用最常碰到的是不正确地选用金刚石（常常选用太好的金刚石）、胎体、串珠间距、模具设计或错误的应用参数。例如，我们选用过高的金刚石密度或太好的金刚石，其锯切性能不是太好。金刚石将不易碎裂，从而难以产生新的锐利的刃尖。 3.串珠结合不牢串珠松动，结合不牢，通常是注塑成型时产生问题的信号。也可能是选用钢丝绳不当，或是金刚石串珠内部沾污，清洗不当有关，这将导致串珠与注塑/注橡胶之间结合不牢。 4.串珠剥落如若串珠切割层部分从串珠钢体上剥落下来，通常是选用胎体不当，或使用错误的烧结参数。通常采用不正确的冷压工艺也是剥落的原因。有时也可能由于脱蜡工艺不当，使金属胎体和串珠钢体之间渗进了石蜡。有时该问题也是与串珠钢体清洗不当有关。 以上就是金刚石绳锯机在使用过程中常见的四个问题，希望大家在使用之前，能好好的了解金刚石绳
金刚石线锯制造的一些关键技术问题 图1表明了分别采用未镀覆金刚石与镀覆金刚石上砂电镀镍的区别。众所周知，采用未镀覆的原始金刚石制作电镀金刚石工具，镀镍层从工具的基体开始逐渐生长增厚，由于金刚石不能导电，镍镀层不在金刚石上沉积，而是“绕过”金刚石生长，通过显微镜发现发现，在镍镀层与金刚石颗粒界线处，镍镀层会凹陷。因此，金刚石在电镀过程中作为“杂质”被镍镀层埋在镀层内，形成电镀金刚石工具。这样，金刚石与镍镀层之间结合力不好，只是靠镍镀层对金刚石的机械镶嵌来把持金刚石，因此对于镀层的厚度有着严格要求，一般认为最佳镀层厚度应该使得金刚石直径的70%埋入镍镀层中，埋入厚度不足，金刚石容易脱落；反之埋入过多，金刚石难于出露，工具的出刃不好，加工效率低。这样的要求给电镀过程控制带来了镀层厚度要求高，难调控的问题。 另外，由于金刚石不导电，镍镀层不能直接在金刚石表面形核生长，而是“绕过”金刚石生长，非常不利于金刚石上砂，也就是说，金刚石颗粒不容易沉积到钢丝基体上。金刚石微粉上砂慢，浓度不易调整，浓度难于控制。这个问题对于长度巨大的金刚石线锯连续大批量生产提出挑战。 如果采用镀覆的金刚石制作电镀金刚石工具，如镀钛金刚石、镀镍金刚石、镀铜金刚石、镀铬金刚石、镀覆合金的金刚石以及复合镀层金刚石等等，情况与上述未镀覆的金刚石发生了很大的变化。由于镀覆的金刚石变得导电了，镍镀层从工具的基体和与基体接触的镀覆金刚石上同时生长，而不是“绕过”金刚石生长，上砂容易，镀层生长迅速 因此镀覆的导电金刚石在电镀过程中不是作为“杂质”，“被动”地埋在镍镀层内，而是“主动”与镍镀层形成电镀金刚石工具。 由于镍镀层迅速漫过整个金刚石颗粒，对金刚石颗粒全覆盖，镍镀层厚度可以比薄，金刚石出刃高，制造方法 电镀，金刚石微粉复合镀镍，使得金刚石微粉颗粒与金属镍共沉积在钢丝上 钎焊法，采用钎焊的方法，用钎料把金刚石钎焊在钢丝上 挤压镶嵌法，采用机械挤压方法，把金刚石颗粒嵌入钢丝。 不管什么方法，两个要点，将金刚石微粉颗粒分布在钢丝表面，牢固结合在高强度钢丝上。 另外，制造过程不能损害高强度钢丝的性能。这里特别需要注意，不能使高强度钢丝经受高温退火，由于的工作条件，线锯对高强钢丝的强度有极高的要求，以保持切割过程中丝线的刚性和防止断丝。因此，对于细达0.1mm的钢丝，都是经
石材矿山采用绳锯机开采的方案（矿山开采方案） Date:2011-12-07 Source:本站 1、矿山基本基本信息 1.1 矿山石材基本信息：（由客户提供） 1.2 目前矿山的基本开采条件：（由客户提供） 2 金刚石串珠绳锯开采石材的优势分析； 与传统的开采法相比，应用绳锯开采具有以下优势： （1）适应性广，绳锯适用于所有类型矿山。 （2）功能强、效率高，首先开采深度深，能达到l0～20m甚至更深，常规开采一般只在10m以内；其次切割速度快，一般能达到4～5m2／h，是常规切割的2～3倍。 （3）绳锯能进行垂直、水平、斜面等各个方向的切割，还能进行盲切。 （4）成材率高、综合成本低，首先绳锯的切面非常平整且不会对荒料造成任何内伤，其次锯缝小，只有约11mm，不会造成资源浪费； （5）安全环保，绳锯开采无噪音无粉尘，且自动化程度高，分离式操控，工人劳强度低、安全性高；常规切割噪音和粉尘都非常大，且工人劳动强度大，安全性相对较低。 3 金刚石串珠绳锯开采过程简述 3.1 绳锯开采对基础设施的要求 电力供应 消耗电能的设备主要包括：绳锯机、空压机、多功能凿岩、潜孔钻等，所有设备的电压均为380V，电力消耗视投入的机台数确定，以一台37KW绳锯机及配套设备计算，总功率应在60KW左右，考虑到以后大规模开采的，可考虑增设100KVA变压器一台，初期如为节省投资可以采用柴油发电机供电实现开采； 水源及供水能力 绳锯切割时，必须通冷却水，以保护绳锯及锯机，冷却水量视机器数量定，一台绳锯机的冷却水耗用量为0.5-1吨/小时，因此必须保证充足的水源及供水能力，条件许可，可以采用循环供水方式，建立循环水池，以具备连续不间断供水能力； 简易公路 必须具备通往矿山的简易公路，而且保证可以正常通过20吨以上的载重卡车以方便输送各种开采设备及石料运输； 3.2 绳锯切割开采石材过程 3.2.1 前期准备 (1) 山体剥离：剥离工作主要是剥掉大理石矿体上的覆盖土、风化层，剥掉夹层、围岩以及因节理裂隙发育而无开采价值的破碎大理石，使大理石矿体暴露出来，为采矿工作做好准备。应当特别注意对矿体的保护，不允许爆破震动对石材的完整性、成块性造成影响。（2）构造工作平台：大理石裸露出来后，要开挖出适合绳锯机工作的平台，一般宽度在6米，长度根据山势确定，采矿场台阶高度在5-10米。开挖方式一般采用钻孔加膨胀剂等方法，对花岗岩可以采用爆破方式，对山势比较平缓的作业面可以采用铺垫土层的方式构建作业平台。 3.2.2开采前的准备 （1）钻孔
2010.03 30 摘要：本文着重介绍了金刚石单线切割机的发展技术背景，并就中国电子科技集团公司第四十五研究所基于金刚石线切割自主研发的JXQ-401单线切割机详细的介绍，性能特点，关键技术以及切割工艺实验分析，就金刚石线切割机理分析以及应用进行了初步的探讨。 关键字：恒张力控制 切断 切方 曲线切割 王仲康， 杨生荣 （中国电子科技集团第四十五研究所） 1.整机概括介绍 JXQ-401单线切割机主要用于碳化硅、蓝宝石等脆硬材料的分切。该产品由中国电子科技集团公司第45研究所自主研发设备，具有4项发明、3项实用新型专利，切割晶片最薄厚度可达180μm 。与传统游离态多线比较，具有节能环保，切割厚度可任意设定，同时具有切方、切断，异形曲面切割等功能。 设备性能参数 2.技术背景 传统上一般晶锭切成片状的方式是内圆切割，这种切片机的刀片刃口厚度在0.28～0.35mm 之间，加工效率较低，材料损耗大，出片率低、加工晶片表面质量较低,难以加工硬度大、脆性高以及耐磨性好的材料。并且随着晶圆直径的增大和第三代半导体材料的出现，内圆锯片加工受到其本身结构的限制使得切片切割过程逐渐困难，所以内圆锯片的加工方式在第三代半导体材料和大直径大批量晶片生产中逐渐被边缘化。 上个世纪九十年代发展起来的线切割技术的成熟应用,成功地满足了大片径、低损耗和相对较高表面质量的晶片切割需要。线切割晶圆技术刚开始是运用游离磨粒的方式，也就是 利用线带动游离磨粒， 使在工件和线中间的磨粒对工件进行磨 图1 整机 万方数据
31 2010.03 削切割。但是游离磨粒的缺点在于，因为磨粒和工件实际接触到的面积较小，造成材料移除率较小，所以需要较长的加工时间；而另外一个缺点在于，如须加工更硬、更难以切割的工件，则游离磨粒的方式将难以对工件的表面达到预期的切割。 为了改善上面的缺点，切割碳化硅等硬度大的材料，固定金刚石磨料线切割技术应运而生，这种加工技术通常是使用电镀的方法将金刚石磨料固着在钢丝表面,加工过程中锯丝上的金刚石直接获得运动速度和一定的压力对硅材料进行磨削加工,相比游离磨料多线锯的“三体加工”,它属于“二体加工”，其加工效率是游离磨料多线锯的数倍以上。金刚石单线切割机以其独特的优势成为第三代半导体硬脆材料和大直径材料切割中不可或缺的一部分。 3.关键技术描述及实施方法简述 JXQ-401单线切割机是以金刚石线作为切割线的一种硬 脆材料切割设备，具有切割线张力稳定切片表面粗糙度Ra 可达0.3μm 界同类设备领先地位。工艺实验表明，M&B 效率，还是断线率， 优于国外同类产品。图2 切割前后金刚石线变化图 图3 游离磨料和固定磨料切割效率对比图 图4 美国DWT 单线切割机 图5 DWT 单线控制原理示意图 万方数据
金刚石绳锯全面解析 1、前言 金刚石绳锯作为一种柔性超硬材料切割工具，从面世至今，已有40多年的发展历史，从最初的电镀技术，发展到以烧结、钎焊技术为主流的制造技术；从只能切割软质石材到广泛应用于花岗岩矿山的荒料开采、钢筋混凝土或金属结构件的切割，在制造技术推陈出新的同时，应用范围也越来越广。目前国产金刚石绳锯的综合性能已经接近国际先进水平，且造价低廉，完全能够满足国内石材矿山开采和板材加工业的需求，甚至有许多企业生产的绳锯产品已开始大量出口欧美等西方国家。随着金刚石绳锯机械及金刚石绳锯切割技术的快速推广使用，我国石材荒料开采已进入金刚石绳锯时代，金刚石绳锯制造企业得到了空前的发展。如国内某公司2007 年金刚石绳锯产量已达3万多米，产值1500万元，盈利300多万，相对上一年度，产量、产值、利润等指标都实现了翻番的目标。国内金刚石绳锯制造企业通过自主创新，推动了国内金刚石绳锯技术的快速进步，为金刚石绳锯的进一步推广使用奠定了坚实的基础。 2、金刚石绳锯的制作新工艺 随着金刚石绳锯使用量的增长和应用面的不断扩大，金刚石绳锯的生产技术也在不断地进步，为了顺应国内外市场急剧发展的形势，赶上国际先进水平，国内一些公司近几年不断引进新设备，研究应用新技术，在生产规模不断扩大的同时，产品质量、生产效率也大幅度提高，而制作成
本却在不断下降。 2 1 制粒及容积式自动冷压工艺 目前国内绳锯生产厂家普遍采用不制粒的粉末进行手工冷压串珠生产，生产效率低，产品质量易受人为因素影响，且工作环境粉尘多，不利于人体健康。 鉴于使用不制粒粉末进行冷压存在的诸多弊端，国内某公司首先将粉末制粒工艺及配套设备应用于生产实践。粉末制粒工艺就是将粉料加入容器中靠搅拌器与切割刀的高速旋转作用并喷射雾化溶剂使粉末形成颗粒，20min可完成10kg粉料的制粒，制粒粉经烘干、筛选后，制成30～80目的球状颗粒，成型率在85%以上。这种方法制作的粉料，流动性更好，金刚石经过包衣与制粒粉末混合后，金刚石在工作唇面上的分布更均匀；包衣后的金刚石表面被粉末包裹，在压制过程中避免了与模具表面直接接触，降低了模具的损耗。 有了粉末制粒技术和金刚石包衣技术以后，国内一些公司引进国外生产的自动冷压机进行串珠的生产，该设备是根据容积法（定粉料的量）从装料到基体和胎体一起冷压成型，自动化程度高，节省人力，从而大幅度提高了生产效率，降低了生产成本。
桥梁切割采用金刚石绳锯切割工法 桥梁切割采用金刚石绳锯静力切割技术又称无损性拆除技术是近几年发展起来的一种环保、高效、安全的新型静力拆除施工工法，是专门针对切割分离大型钢筋混凝土构筑物而设计的，它的主要原理是通过液压马达高速驱动带有金刚石串珠的钢丝绳索（金刚石锯绳）绕着被切割物体运转，在一定张拉力的作用下，高速磨削被切割物体，产生的磨屑和热量被冷却水带走，最终达到分离被切割物体的目的。 金刚石绳锯切割工法 1.工作原理：液压金刚石绳锯切割是金刚石绳索在液压马达带动下绕切割面高速运动研磨切割体，完成切割工作。由于使用金刚石颗粒做研磨材料，故此可以进行石材、钢筋混凝土等坚硬物体的切割。 2.施工特点： a)由于采用金刚石作研磨材料，所以可以切割分离任何坚硬物体；
b)切割是在液压马达带动下进行的，液压泵运转平稳，并且可以通过高压油管远距离控制液压马达，所以切割过程中的震动和噪音很小，被切割体能在平稳的情况下被静态分离； c)切割过程中高速运转的金刚石绳索，采用水冷却，并将研磨碎屑带走，产生的循环水可以收集重复利用； d)不受被切割物体的形状和大小的限制，可以任意方向切割，如对角线方向、竖向、横向等； e)液压金刚石绳锯切割速度快、功率大，是其它类型切割方法所无法比拟的。 3.适用范围： a)大型钢筋混凝土结构物切割拆除，如楼房整体切割拆除； b)各种钢筋混凝土桥梁、桥台、桥墩和基础的切割拆除； c)技术难度高的水下结构物切割； d)文物搬移切割、摩崖石刻的剥离切割； e)柱体结构物切割，如高耸烟囱； f)地铁站、核电站等对施工所产生的振动和噪音有特别要求的建筑物切割拆除； g)石材、采石场开采加工切割。 4.技术标准 a)绳索的变向是通过导向轮的组合安装来实现的，施工过程中导向轮的安装与主动驱动轮中的位臵关系应巧妙的设计，以满足切割要求；
硅晶片金刚石线切割的表面特征及其力学性能 发表时间：2016-11-30T16:41:09.943Z 来源：《基层建设》2016年19期作者：邢玉军 [导读] 摘要：分析了金刚石线切割硅晶片的表面形貌和断裂性能，并在此基础上探讨金刚石线切割原理以及一些技术挑战。 内蒙古中环光伏材料有限公司 摘要：分析了金刚石线切割硅晶片的表面形貌和断裂性能，并在此基础上探讨金刚石线切割原理以及一些技术挑战。金刚石线切割具有表面粗糙度低，硅片厚度均匀等优点，但却存在断裂强度各项异性。与切割划痕垂直方向的力学性能很高，然而与划痕平行方向的力学性能较低，这种性能差异是由表面单方向裂纹引起的，其裂纹的产生又与切割机理密切有关。金刚石线切割属于二体磨料磨损，其切割方式通常为塑性划痕，加之有少量脆性剥落。由于切割线的柔性，以及金刚石磨粒大小、形态、及分布的差异，切割过程则会出现切割的不连续性和不稳定性，并由此引起一些较大的表面裂纹。此外，划痕沟槽局部还会出现非晶态结构。提高金刚石线切割性能应从切割线磨粒角度来考虑。 关键词：金刚石线切割；表面形貌；断裂强度；切割机 一、引言 金刚石线切割是一种新型替代型切割技术。金刚石线切割不仅切割速度快、切割线使用寿命长、环境污染小，同时还可回收硅废料，因而受到极大重视。许多研究公司都在开发相关配套设备和技术。比如，日本旭金刚石工业株式会、美国DMT公司、比利时贝卡尔特正在开发金刚石切割线，瑞士的梅耶博格、美国的应用材料公司和德国的RENA研发金刚石线切割设备，中国的昱辉和美国MEMC从事金刚石线切割应用方面的工作。金刚石线切割现已初步应用于单晶硅材料的切割，但尚未用于类单晶和多晶切割。由于硅晶材料和切割加工约占太阳能光伏电池总成本的35%左右，人们希望一方面进一步减小硅晶片厚度，另一方面提高切割效率和质量，以达到降低成本的目的。金刚石线切割技术是一种新技术，在开发应用方面还面临很多挑战。文中在分析金刚石线切割晶片的形貌和力学性能的基础上，提出并探讨了切割机理及相关的核心技术问题。 二、硅片厚度均匀度 由于硅片厚度变化很小，总体尺寸在185-195微米之间，只在硅片边缘相对较厚（约200微米）。金刚石线切割不存在游离磨料切割的厚度渐进变化现象，但会出现硅片厚度局部侧移或变细的情况。2种厚度变化的原因均与切割线振动有关，相邻切割线的对移和反相移动可分别导致硅片厚度的侧移和变细。一般而言，前者通常对硅片性能影响较小，后者则会降低硅片的断裂强度。向垂直时，硅片呈现出很高的断裂强度，约在200-300ＭＰａ之间。但当弯曲方向与沟槽平行时，硅片的断裂强度较低，约在80-180 ＭＰａ之间。 2种方向的断裂强度约相差1倍，呈明显各向异性。 图1 三、硅晶片的断裂性能研究 断裂强度是硅片的重要力学性能指标，它直接涉及到光伏电池产品的成功率和可靠性。图1中显示金刚石切割硅晶片的断裂强度韦伯分布曲线。由于晶体硅为脆性材料，硅片断裂强度分布较分散；同时由于切割的原因，硅片断裂强度随弯曲方向的变化也很大。当弯曲方向与切割沟槽。 观察表明，硅片断裂强度的各向异性与切割形貌，尤其是表面裂纹密切有关。金刚石线切割会导致硅片表面裂纹，这种通常呈单方向性、与划痕方向平行，且裂纹尺寸较大。在划痕沟槽和裂纹的共同影响下，硅片断裂强度在裂纹平行方向显著降低。这种现象表明，硅片的断裂强度受表面因素的影响很大。若要提高硅片性能，在减少体缺陷的同时，更需减少表面缺陷。 金刚石切割线的设计主要涉及磨粒的制备。尽管磨粒固定在金刚石线上，切割过程中磨粒与工件直接接触，但这种接触方式不同于传统的刚体接触。因切割线的弹性，它实际上是一种半柔性接触方式，因此，切割过程中的进给量和切削深度都会随弹性的改变而变化。此外，金刚石磨粒还存在形状、大小、及分布的差别，每个磨粒的切割深度也会不一样。图７显示金刚石切割线的电子显微镜形貌，微小的金刚石磨料以电镀方式涂覆在金属线表面，颗粒的不均匀性显而易见。 四、硅晶体表面形貌对其它工艺及电性能的影响 硅晶片表面形貌对后续工艺的影响在于制绒效果。为了提高硅片表面的光学吸附率，硅晶片需进一步制绒处理。对单晶硅晶片而言，这种处理常是碱性刻蚀，以形成微小金字塔结构；对多晶而言，则用各向同性的酸性刻蚀。然而，由于金刚石线切割会导致高压塑性变形，有时甚至还会形成非晶态结构。这种结构的差异则会带来腐蚀速度的变化，出现局部刻蚀滞后，形成硅片表面条纹状结构，如图８所示。显然，这种情况对硅片性能不利，还有待从刻蚀角度改善。 切割工艺对光伏电池电学性能的影响在于金属杂志的污染，特别是电镀镍的污染。微量金属镍及铁都属于有害元素，它们会降低电子载流体寿命，减少发电效率。金属元素的污染与切割线的磨损有关，因而应提高切割线的耐磨性。除金属污染外，光伏电池的电学性能还受表面裂纹的影响。这是因为金刚石线切割所引起的深裂纹难以用化学腐蚀的方法消除，裂缝对硅片掺杂和表面钝化处理均不利，尤其可引起高漏电流，故降低电池效率。 五、金刚石线切割新技术的研究表明 金刚石线切割是一种很有前途的新技术，但仍存在许多亟待解决的问题。与此同时，金刚石线还需考虑价格因素。由于金刚石线价格高，需重复多次使用才能弥补价格差别。重复或往返使用则会引起磨粒的磨损及脱落，由此带来的切割效应还不清楚，尚须进一步深入研
电镀金刚石工具应用及工艺要点 摘要：分析了金刚石复合电镀的原理，介绍了电镀金刚石工具在机械加工、电气电子、玻璃、工艺美术及日用品等工业领域的应用。给出了选用金刚石的标准及除杂方法，待镀件几何图形的面积计算，电镀容器的规格和用途。讲解了电解液的加热方式和阳极使用方法，及电镀质量检测要求：研究了一种电镀金刚石工具新工艺：250～260LNiSO4?7H20，30~35LNiCI2?6H20，35～40LH3BO3，30mL/L增光刑，50mL/L增硬刑，35mL/L增润剂，pH4．6～5，40～44℃，JK=0、5～lA／din提出了电镀清洁生产的基本条件。 关键词：复合电镀；电镀金刚石；生产应用； 1电镀金刚石工具原理 电镀金刚石是金属复合电沉积过程(又称镶嵌电镀)。由于采用Ni-C0二元合金或Ni-Co-Mn三元合金电解液，可获得合金复合镀层，具有比单金属Ni镀层更好的性能(硬度、致密性、耐磨性、耐高温性等)：要实现合金的共沉积，必须要求2种金属的电极电位差小于0．02V。Ni(一0．25V)、Co(一0．27V)的电极电位差为0．02V，因此可以得
到Ni．Co合金镀层。尽管Ni与Mn(一1．05V)的电极电位差偏大(0．80V)，但在硫酸盐电解液中，Mn的极化不大，而Ni的极化却很显著，因此仍可获得Ni-Co-Mn三元合金镀层。 金刚石在弱酸性溶液中吸附H(这可由加入金刚石后溶液pH升高而证明)，并在电场作用下向阴极缓慢移动，最终吸附在阴极表面。这样当N、Co、Mn“不断在阴极表面吸附时，就把吸附在阴极表面的金刚石不断包裹起来，形成金刚石复合镀层。 为使金刚石与基体及包裹镀层互相溶合成一体，基体及镀层必须具有与金刚石表面相似的结构。 2电镀金刚石工具的应用范围 2.1机械加工工业 电镀金刚石滚轮已成功地应用于修整成型磨削用的普通砂轮或者直接对工件进行成型磨削，并广泛地用于加工曲轴、轴承、液压阀件等。
金刚石串珠绳串珠不同制备方法简介 摘要：在串珠锯切割系统中，作为切割刀具的串珠绳在实际切割中起着主导作用。从最早出现的、用于试验切割石材、使用孕镶金刚石串珠的串珠绳开始，对串珠绳的改进就从未停止过。而作为切削石材过程中实际承受切削力的金刚石串珠，人们对它的制备工艺的研究更是从未间断。目前，金刚石串珠制备工艺主要有，电镀法、浸渍法、烧结法和钎焊法。每种方法各有其特点和使用的范围，目前广泛应用的串珠制备方法主要是电镀法和烧结法。本文从基本原理，各自特点，适用范围等方面简要比较了金刚石串珠不同制备方法。 关键字：金刚石串珠；制备方法；电镀；浸渍；烧结；钎焊 一、金刚石串珠绳锯的应用和现状 金刚石串珠绳锯具有各种不同的应用范围，主要可分成在石材行业（大理石、花岗岩）和建筑工程中的应用。[1] 金刚石串珠绳锯在石材行业的应用主要有石材开采、荒料整形、板材切割和异型制品加工。金刚石串珠绳锯用于石材开采包括大理石、花岗岩等全部石材的开采。具有成材率高、加工质量好、不易损坏荒料等优点，且开采过程中少有污染，是目前矿山开采必不可少的工具。金刚石串珠绳锯具有能加工常规工具难以加工的不规则石料的特点，因此大量应用于石材整形加工中。该技术与框架锯、金刚石圆锯片相比，具有较高的切割效率和较大的切割面积，而且噪声小。板材切割是金刚石串珠绳锯的另一应用，单根串珠绳锯最常用于切割很厚的板材或小批量不同厚度的大板材。多绳串珠锯切割板材具有框架锯无法比拟的优势。串珠绳锯加工异型石材是目前技术含量最高的数控石材加工技术之一。[2]金刚石串珠绳锯从其诞生到现在的大规模应用只经历了几十年的时间，但它却以顽强的生命力渗透于各行各业，发挥出其独特的优越性。虽然国内外有相当数量的学者就其相关技术进行了实验性或工程上的研究，但是规模不大，深度不够，尚未形成系统性。随着金刚石串珠绳锯技术的应用日益推广，其存在的为题也相继暴露，如断绳频繁、胎体与基体剥离、串珠固定效果差、串珠胎体性能与切割对象不匹配。胎体磨损与金刚石磨损不匹配。串珠上金刚石磨粒非正常脱落严重、加工工艺菜熟变化大、串珠的小直径化、绳锯切割过程材料去除机理不清楚，等等。 二、金刚石串珠绳串珠的制备方法比较 从金刚石串珠绳发明到现在，对串珠制作工艺的改进从未停止过。目前金刚石串珠制造工艺主要有电镀法、浸渍法、烧结法和钎焊法。四种方法各有其特点和应用范围，从使用效果看，后两种方法生产的串珠优势更明显一些。 在串珠锯切割系统中，作为切割刀具的串珠绳在实际切割中起着主导作用。从最早出现的、用于试验切割石材、使用孕镶金刚石串珠的串珠绳开始，对串珠绳的改进就从未停止过尤其是对实际参加切削加工的金刚石串珠制备工艺的改进。金刚石串珠中各种物料的比例（配方），是根据石材的硬度和磨耗的分级确定的。目前常用的串珠制造工艺有电镀和热压烧结两种成形方式，还有两种目前国内较少使用的制造串珠的方法是，浸渍法和钎焊法。 1、电镀型串珠
金刚石线锯切割设备现状与设计初探 周世威郑超 国家特种矿物材料工程技术研究中心桂林541004 摘要：随着光伏产业、半导体等高精端产业的发展，硬脆性材料，如单晶硅、多晶硅、宝石、玻璃、陶瓷等材料的切割加工显得犹为重要。近年来，世界各国研究开发其切割设备，新工艺，新设备不断涌现。而金刚石线锯切割设备成为研究和发展的主流趋势，本文介绍国外硅片切割设备研究的最新进展以及国内发展状况，并介绍笔者参与研制的金刚石环形线锯机的功能、特点和设计心得体会及金刚石单线和环线切割机应用前景展望。 关键词：线切割设备金刚石线多线切割金刚石线开方机金刚石单线机环线机 一、前言 目前，硬脆性材料，如单晶硅、多晶硅、宝石、玻璃、陶瓷等，具有优良、稳定的物理和化学性能(如耐磨损性、抗腐蚀性、电绝缘性等)，在电子、光学及其它领域得到广泛应用，特别是单晶硅、多晶硅、陶瓷材料被广泛用于太阳能光伏产业、半导体、真空电镀等高精端产业中。伴随半导体、光伏材料技术的发展，需求量不断增加，切割加工量大幅增长，由于硬脆材料硬度高、脆性大，因此加工难度较大。锯切是硬脆材料机械加工的第一道工序，锯切加工成本约占加工总成本的 5 0 ％以上，因此，切割工艺、工具及设备受到越来越广泛的关注，并得到迅速发展。（1）从目前国内外加工的现状来看，硬脆性材料切割方法多种多样，主要有：金刚石圆盘锯切割（如外圆锯片切割和内圆锯片切割）、金刚石带锯切割、电火花线切割（只能用于带金属晶体）、游离磨料线锯切割和金刚石线锯切割等等。在国际上，游离磨料线锯切割在单晶硅、多晶硅的切割中占主流地位，但是这种技术存在明显的不足：线锯走丝速度低，通常≤10m/S，切割效率低, 锯丝使用寿命短。切割大尺寸坯料时磨料难以进入到长而深的切缝，磨浆的处理和回收成本较高。因此，近来出现金刚石线锯代替游离磨料线锯的发展趋势。目前，国内硅片多线切割设备仍然是国外品牌厂家统治的天下，其核心技术长期为他们所垄断，严重制约我国光伏产业和半导体IC产业的发展。国家将对新能源及其装备制造业给予有力的政策支持，并提出要强化科技创新，提升产业核心竞争力，加强产业关键核心技术和前沿技术研究，强化企业技术创新能力建
从电镀金刚石工具看金刚线 金刚线是一种典型的金刚石锯切工具，但许多刚进入金刚线领域的企业，对金刚石锯切工具、电镀金刚石工具的了解很少，这会对产品开发带来一定的影响。为此，我们特意写了篇文章，从电镀金刚石工具的角度带大家认识一下金刚线产品。希望对大家有帮助！ 电镀金刚线，主要应用于光伏级硅片的开方和切片，属于金刚石锯切制品，也是电镀金刚石工具。与金刚线类似的锯切工具还有金刚石绳锯、金刚石丝锯。比如金刚石丝锯，它也是在钢丝表面镀上金刚石磨粒，一般用于手工往复拉加工玉石、玛瑙、水晶工艺品的内孔面，也可以用在台式丝锯机上作往复运动，用于曲线、直线切割，还可像金刚石绳锯那样，将它绕到两个绞轮上，张紧后用于切断作业。 从上面的描述，是不是感觉到它们很像呢？所以，岱勒、三超，与许多做金刚石锯片的企业一样，都是中国机床工具工业协会超硬材料分会的会员。 由于多晶硅线切市场的爆发，金刚线今年异常火爆，预期这种局面还会延续一段时间，所以很多钢丝、碳化硅、金刚石、光伏企业也纷纷进入了这个领域，欲分一杯羹。为了让大家更好地认识金刚线，本文从电镀金刚石工具的角度浅析下金刚线的结构特点和使用性能。 1、电镀金刚石工具的特点
既然金刚线属于电镀金刚石工具，那我们就先了解一下电镀金刚石工具的结构及特点。图1是电镀金刚石工具的结构，可见其结构包括三部分组成：基体、镀层（多是电镀镍）、磨料。其中，磨料弥散分布在金属镀层里，共同组成工作层，起磨削作用；基体具有一定的几何形状、尺寸精度和表面粗糙度，起支持电镀层的作用。 图1 电镀金刚石工具的结构示意图 电镀金刚石工具具有以下特点： 结构特点 电镀金刚石工具只有钢基体和电镀工作层两个部分，电镀层沉积金属厚度一般为金刚石粒径的1/2~2/3，同烧结金刚石工具相比（钎焊工具除外）是非常薄的。 由于电沉积工艺的特殊性，采用电镀方法可以制造出各种复杂型面或者特别小、特别薄的金刚石工具，且制造出来的工具精度特别高。 镀层特点
石材的异型加工设备 由于异型石材制品附加值高，无论是现代建筑或碑石和石材家具制造，对异型石材制品的要求都与日俱增。石材的异型加工若用人工或单工序设备加工，则劳动量大，生产效率低，抛光成本高，难于满足质量要求；而且运用精钢是工具损耗快。因此，国内外出现了很多专门针对异型石材设计的设备。 异型石材加工设备按制品加工形状的不同可分为两类：一类是用来加工等截面的石材异型制品，或者截面形状相识，但面积不等的异型回转体制品；另一类用来加工截面形状不等的空间立体制品，二者控制维数是不同的。针对异型石材制品的加工形状不同，对设备的要求也是不同的。对于用来加工等截面的石材异型制品，或者截面形状不等的异型回转体制品，以金刚石串珠绳锯和高压水射流技术为主，而对于用来加工截面形状不等的空间立体制品则主要是仿形数控设备为主。 数控金刚石串珠锯是使用柔性刀具加工异型石材制品的数控加工设备，主要由绳轮、金刚石串珠、导向轮电机、机架、绳轮推进设备等组成。该机所采用的切削刀具是串珠绳，它利用串珠（金刚石烧结环）内含有的金刚石颗粒，在石材表面以20或更高的线速度高速运动。切割石材适合于加工体积大，厚度大的异型石材制品。绳锯具有较高的切割效率和较大的切割面积，使用灵活，而且无噪音、无振动，并可获得光滑的切割表面。目前开发的串珠锯，已从只能安装一根金刚石串珠绳的单绳式串珠锯发展
到可同时安装60根串珠绳的多绳式金刚石串珠锯。与早期的占地面积很大的多绳串珠锯相比，今日的多绳串珠锯已经变得更加轻巧实用，设备外型尺寸与普通的串珠整形机相差无几。 数控金刚石串珠锯 高压水射流技术时以高压水射流或磨料射流为切割手段的石材加工 技术，以异型石材制品的加工为突破进入石材加工领域并在石材加工中应用发展得很快。这是一种刀具简单，无粉尘污染，低噪音，切口狭窄的切割技术。在石材行业，它主要用于石材拼花板材的加工和各种平板材类石材标志加工，而且产品批量大，精度高。数控高压水射流切割机由高压水泵、工作主机和数控系统三部分组成。这一技术装备远比现在生产使用的加工设备造价低，产品加工成本低，功耗低，而且磨损料和水可回收利用，设备应用范围广，时我国石材工业发展中值得重视的一项很有前景的新技术。由于有关技术和关键的问题还未得到完全彻底解决，故在国内石材加工中好没得到广泛应用。 虽然绳锯机和高压水射流切割机在异型石材的加工中的到了广泛的 运用，但是从严格意义来说，这两种设备并不能完成真正的三维石材制品
By Dianne Shi and Ilan Weisshas 本文介绍，先进圭寸装（advaneed packaging的后端工艺（back-end）之一: xx 圆切片(wafer dicing)。 在过去三十年期间，切片(dieing)系统与刀片(blade)已经不断地改进以对付工艺的挑战和接纳不同类型基板的要求。最新的、对生产率造成最大影响的设备进展包括: 采用两个切割(two cuts)同时进行的、将超程(overtravel)减到最小的双轴(dual-spindle)切片系统，代表性的有日本东精精密的AD3000T和AD2000T;自动心轴扭力监测和自动冷却剂流量调节能力。重大的切片刀片进步包括一些刀片，它们用于很窄条和/或较高芯片尺寸的晶圆、以铜金属化的晶圆、非常薄的晶圆、和在切片之后要求表面抛光的元件用的晶圆。许多今天要求高的应用都要求设备能力和刀片特性两方面都最优化的工艺，以尽可能最低的成本提供尽可能高的效率。 最近，日本东精精密又向市场推出了非接触式的激光切割设备ML200和 ML300 型 切片机制(The Dicing Mechanism) 硅晶圆切片工艺是在“后端”装配工艺中的第一步。该工艺将晶圆分成单个的芯片，用于随后的芯片接合(die bon di ng)、弓I线接合(wire bonding)和测试工序。 一个转动的研磨盘(刀片)完成切片(dicing)。一根心轴以高速， 30,000~60,000rpm (83~175m/sec的线性速度)转动刀片。该刀片由嵌入电镀镍矩 阵黏合剂中的研磨金刚石制成。 在芯片的分割期间，刀片碾碎基础材料(晶圆)，同时去掉所产生的碎片。材料的去掉沿着晶方(dice)的有源区域之间的专用切割线(迹道)发生的。冷却剂(通常是去离子水)指到切割缝内，改善切割品质，和通过帮助去掉碎片而延长刀片寿命。每条迹道(street)的宽度(切口)与刀片的厚度成比例。 关键工艺参数 硅圆片切割应用的目的是将产量和合格率最大，同时资产拥有的成本最
采用金刚石绳锯开采石材的设想是英国人D.H.Prowse于1968年提出的。第一台实用机由LuigMadrigali于1977年10月在意大利研制成功。不到几年时间，生产数百台锯机，意大利200多个采石场全部推广使用绳锯，因此，金刚石串珠绳锯机在意大利首先使用，被称为“大理石矿山开采革命”。在1969-1970年度的意大利VERONA的S.Ambrogio石材博览会上，首次展出了带电镀串珠的串珠绳和加工设备。从此以后，这一深具潜力的工具得到了很快的发展。 经过二十年的研究与开发，金刚石绳锯不但广泛应用于大理石的开采，还可用于砂岩、花岗石等硬岩的分离切割；不但用于露天开采，还可用于地下窄矿脉及有爆炸危险的南非地下金矿的开采；不但用于异型石材制品的加工，还可用于建筑与道路工程的建筑和钢筋混凝土的拆除与修整。 金刚石串珠绳锯在采石与建筑工程中的创造性使用，使金刚石串珠绳锯从采石场到石材加工厂，从大块切割到修整成形，从板材切割到异型制品加工以及建筑工程中的应用越来越多。 金刚石绳锯作为金刚石工具发展过程中的第三代产品，经过20多年的研发与改进，目前广泛应用于各种工程。这主要是它具有以下的优点： (1)设备简单、易于安装，不受场地与空问的限制，可进行水平、垂直与倾斜方向的切割，锯切面积可达200m2，加工质量好,石材损耗低，切割速度快，噪音低，震动小工作环境好，适应性强，可根据锯切对象与工作条件选用不同规格与尺寸的金刚石绳锯设备。
(2)显著提高石材开采的荒料率，保护珍贵的石材资源。 (3)可加工各种形状的花岗石和大理石异形制品，其附加值高，可显著提高经济效益。 (4)可开采出大尺寸的大块荒料，增加成材规格，进而增加先进石材加工设备的板材产品规格，提高切割效率与经济效益。 (5)上述金刚石串珠绳锯的优越性，无疑对解决我国石材工业中出现的荒料率低，大规格板材短缺，异形制品满足不了国内外要求的矛盾，能产生很大的推动。积极开发与推广绳锯，是发展我国石材工业的重要环节。 金刚石绳锯问世以来，是绳锯制造工艺不断革新的过程，也是绳锯不断发展和扩大应用过程。目前全世界开采大理石有2000多台绳锯机，开采花岗岩有1000 多台绳锯机，荒料整形与板材锯切绳锯机不断增加，绳锯机多达50-100台。用于建筑折修与维护，交通工程改建使用绳锯不断增多。研究表明，金刚石串珠仍然是金刚石绳锯切割中成本与效益的主要因素。因此，国内外围绕串珠制造工艺做了一系列革新。 (1).串珠种类形成了电镀、烧结与高温钎焊多个产品种； (2).KPV218、WPD20冷压机显著提高串珠冷压生产效率，国内手动冷压工艺也不断完善；
第12期2010年12月 机械设计与制造 M achi ner y D es i gn&M anuf act ur e159 文章编号：100l一3997(2叭O)12一0159—02 电镀金刚石线锯超声波线切割机床结构设计 关颖 (沈阳职业技术学院，沈阳110045) The St r U C t U r e deSi gn0f e I e ct r opI at ed di a m O nd w i r e s a w ul t r aSO ni C w edm G U A N Y i ng (Shenyang V oc at i ona l’r ec hni c al C ol I ege，Sh enyang110045，C hina) 【摘要】在纵振动的超声波线切割机床设计机理探究的基础上，设计了能够实现高效率、低成本、质量好、窄切缝、多用途、无损伤、无环境污染的切割加工设备。阐述了超声波线切割机床主体结构中各部件的功能和设计时应考虑的问题，并利用三维实体软件uG进行了整机三维模型的建立。 关键词：电镀金刚石线锯；超声波线切割机床；结构设计；三维模型 【A bs t r act】儿6∞ed o，l e印如r i ng f k脚c^吼括啦如s酒l旷矾B如，画￡以i，碰口站删幻乃旷￡^e“Zf瑚o，l一记，眈s妣d w ED M幻0c^如口e危动劝铋拓加y，厶制c∞￡，gD以q“以妙，舢肿t l，忌e昕m M玩-p“巾∞e，肋流一歹W诒s，no e，w拥D码，ne m以p oZ Z“f幻几z)esc矗6e d t，地，删n st九_圮￡we矿以fr傩D n拓ED M丘，圮t fo，醛(旷e a[c^co，，妒。一船肘以，l c砌厅虢d舭勰鹏s sI j l o配腽6e co船而如彤d讥比如s面势，饥d嬲玩g uG旷珈彤P—幽聊珊面，础s咖一t t r凹℃co，以l‘ct ed t，圮3d r no如正 K ey w or ds：Elect ropla白ed di am蚰d稍r e s aw；U l t r嬲oIl i c啊忙dm；St m ctur e des i gI I；The3d m odeI 中图分类号：T H l6文献标识码：A 1引言 对基于纵振动的超声波线切割机床的设计，目前尚无比较系统和完整的资料可供直接引用。本课题设计的超声波线切割装置，主要是金刚石线锯直线往复切割加工和超声波切割加工的复合加工，因此在设计中的一些设计参数也往往根据经验选取。该设计在保证加工质量的同时，努力做到设计出的超声波线切割机床结构合理、运转平稳、加工效率高、操作方便。为了更合适合超声加工的特点，对加工机本体设计也还在不断改进和完善中。 2电镀金刚石线锯超声波线切割机床的设计机理 要实现超声波线切割加工机的直线往复切割加工和超声波切割加工的复合加工功能，机床要完成的运动包括：(1)线锯的超声波纵振动；(2)线锯的直线往复运动；(3)工作台x方向的移动；(4)工作台Y方向的移动。其中：线锯的超声波振动、直线往复运动是超声波线切割加工的基本运动；工作台的方向移动是为了加工成型表面，同时便于工件的装夹和定位。 完善的柳床总体结陶没懒声波缗胎加工得以顺利进行的重要保证。基于以匕各种运动，机床的总体没计从以下r l。点出发： ①机床总体布局中加工机床本体与超声电源采用合一的，还是分离的；分离式的在工作时可以防止机械部分对电气部分的影响，也便于维修。所以本设计采用分离式的。 ②机械系统、机架、机座、切削液循环系统等不发生干涉，负载、声学系统与机床相匹配。 ③鉴于声学部分在加工时的高频振动、直线往复运动，应充分保证声学系统部分的稳定性与平衡性，同时机床的各个部件加★来稿日期：2010-02—22工要严格保证公差要求，并进行良好的装配，保证其运动平稳、振动小，这与超声振动系统的寿命和加工质量、效率等有密切的关系。因而在设计时尽量考虑各个部件的对称性，以及部件之间的相互连接和定位，以便将偏心度降至最低。 ④金刚石线锯在切割过程中，线锯在上、下导轮连接时直线度要求比较高，在设计时如果不在任何辅助装置是很难达到要求 的，因此，上、下导向轮安装在微位移机构上。 (劲Ⅱ工机功率：加工机功率一般是指超声电源输出功率。它直接影响到加工能力。按一般机床的设计步骤，在考虑加工机功率应首先分别计算超声振动系统耗损功率和加工功率两部分功率。但是，上述两部分功率，目前尚难准确计算。因此，加工机功率的确定，往往采取根据要求，参考现有的加工机的一般实际加工能力来确定的简便方法。 ⑥工作频率：在换能器输入功率相同的情况下，工作频率低，振幅大，这是可取的一面；但是，频率低，工具每秒振动次数少，影响加工效率。此外，工作频率高，虽然工具每秒振动次数增加，但振幅会减小，也影响加工效率。最好不要选择在可听声范围，否则噪声大，容易使人疲劳。因此，综合考虑，工作频率一般可在(16~25)K H z范围内选取。本设计选为20K H z。 ⑦金刚石线锯的直线往复运动速度应该有较高的调节范围。 ⑧在金刚石线锯切割时应该考虑线锯涨力变化和振动，线锯要有可调预应力机构。 通过以上分析，本设计所研究的超声波线切割机床是将超声纵振动施加在金刚石线锯上，将金刚石线锯直接连接到超声振动系统上，由超声波发生器产生振荡电压波并传给换能器，经换能器把电能转化为超声频的机械伸缩振动然后传给变幅杆经变
1金刚石线切割 20世纪90年代，国际上为了解决大尺寸硅片的加工问题，采用了线锯加工技术将硅棒切割成片。早期的线锯加工技术是采用裸露的金属线和游离的磨料，在加工过程中，将磨料以第三者加入到金属线和加工件之间产生切削作用[1]。这种技术被成功地用于对硅和碳化硅的加工。为了进一步缩短加工时间，以及对其它坚硬物质和难以加工的陶瓷进行加工，人们将金刚石磨料以一定的方式固定到金属线上，从而产生了固定金刚石线锯。 3.1金刚石线切割的原理 图3.1金刚石线切割原理图 如图3.1高速往复运动的切割线带动砂浆到切割区，使砂浆中的研磨颗粒(SiC颗粒)与硅棒表面高速磨削，由于研磨颗粒有非常锐利的棱角，并且硬度远大于硅棒的硬度，所以硅棒与线锯接触的区域逐渐被砂浆磨削掉，进而达到切割的效果，同时砂浆也可以带走磨削中产生的大量热[2]。 在对金刚石线锯切割机理的认识过程中，许多研究者认为，金刚石磨粒的微观切削运动是一个滚动、嵌入过程，提出了“滚动 -嵌入”模型。Li 等人提出锯丝施加在磨粒上的力带动磨粒沿切削表面滚动，同时压挤磨粒嵌入切削表面，从而形成剥落片屑和表面裂缝，形成宏观的切割作用。重点研究了磨粒嵌入工件时的应力分布和作用，发现磨粒对材料的最大剪切应力发生在微观切削表面之下，据此对磨料的选择进行优化。Kao 等人指出在“滚动 - 嵌入”模型中，磨粒的运动除滚动和嵌入外，还包括刮擦，三者共同形成切削作用。Bhagavat等人则在这个模型中考虑了磨浆的作用并认为，在锯丝带动游离磨料切割硅锭的小区域内，锯丝与磨浆的运动构成了一个弹性流体动力学环境，用有限元方法分析锯丝与硅锭间的磨浆弹性流体动力学模型，得到磨浆薄膜厚度和压力分布关于走丝速度、磨浆粘度和切割条件的函数，还得出结论：磨浆薄膜厚度大于平均磨粒尺寸，是磨粒的流动产生了切削[3]。 3.2 金刚石线切割的导线轮