本發(fā)明涉及一種超硬磨料線鋸的制造方法以及制造設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著科技的進(jìn)步，電子信息行業(yè)的對(duì)硅晶體、藍(lán)寶石等脆硬材料的需求量劇增，對(duì)材料的切面要求更高。但是由于這些材料硬度高、脆性大，生產(chǎn)過程中材料易損傷且成品率低，這都對(duì)切割工具提出了更高的要求。最早用于切割硅錠等大型脆硬材料主要是游離磨料線鋸，這種線鋸采用裸露的金屬線與游離的磨料，游離的磨料作為第三者進(jìn)入到高速運(yùn)動(dòng)的金屬線與加工件的切割縫中產(chǎn)生切割作用，該工作原理又被稱為“三體磨削機(jī)制”。雖然這種切割方法切片面積大、切縫小、切片成本低，但是這種切割方法切割效率低且對(duì)環(huán)境污染大。后來，固結(jié)磨料帶鋸和固結(jié)磨料線鋸的出現(xiàn)逐漸取代了游離磨料線鋸。

固結(jié)磨料帶鋸因其切割精度低、切割面粗糙、切割縫寬、切片面積小等缺點(diǎn)，使其應(yīng)用范圍很窄。相對(duì)于固結(jié)磨料帶鋸，固結(jié)磨料線鋸擁有切割效率高、切割面精度高、切割縫窄、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，使其得到廣泛使用、大力發(fā)展。目前固結(jié)磨料線鋸的生產(chǎn)方式主要有沖壓/擠壓、金屬固結(jié)(電鍍)、樹脂結(jié)合劑固結(jié)和滾壓嵌入。

擠壓/擠壓法雖然可以連續(xù)生產(chǎn)且成本低，但是該種加工方式會(huì)使金屬線的強(qiáng)度大大降低且生產(chǎn)出來的線鋸直徑不均勻。金屬固結(jié)法無法控制金屬線表面的顆粒量及顆粒高低，這會(huì)造成不同程度的切削從而影響切片的表面質(zhì)量。樹脂結(jié)合劑固結(jié)法生產(chǎn)速度高，但是結(jié)合劑的熱穩(wěn)定性差，造成了結(jié)合劑對(duì)磨料把吃力低的情況。滾壓嵌入法是通過機(jī)械作用將超硬磨料直接滾壓入金屬基體內(nèi)。但是目前的滾壓嵌入法還有缺點(diǎn)，比如公告號(hào)cn102581383a的專利，其生產(chǎn)效率較低，且生產(chǎn)線較長(zhǎng)，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高，不便于推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種用于將金屬絲和超硬磨料制造成超硬磨料線鋸的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟一，采用涂覆初壓裝置將超硬磨料涂覆在金屬絲上并進(jìn)行初壓，得到表面初步嵌入超硬磨料的金屬絲；步驟二，采用滾壓裝置將表面初步嵌入超硬磨料的金屬絲進(jìn)行連續(xù)至少兩個(gè)道次的滾壓，且下個(gè)道次的滾壓方向?yàn)樯蟼€(gè)道次的滾壓方向的飛邊方向，得到直徑均勻的超硬磨料線據(jù)；步驟三，采用強(qiáng)化涂層裝置對(duì)直徑均勻的超硬磨料線鋸的表面進(jìn)行涂覆強(qiáng)化層，得到超硬磨料線據(jù)。

本發(fā)明提供的超硬磨料線鋸的制造方法，還可以具有這樣的特征：其中，金屬絲為鋼絲、不銹鋼絲、鎢鉬絲、鉬絲和黃銅絲，金屬絲的線芯橫截面為圓形、橢圓形或多邊形。

本發(fā)明提供的超硬磨料線鋸的制造方法，還可以具有這樣的特征：其中，金屬絲的表面涂覆有金屬層，該金屬層為金、銀、鎳、鋅、銅、錫鈦、鉭、鉻、鋯中的任意一種或任意幾種的合金。

本發(fā)明提供的超硬磨料線鋸的制造方法，還可以具有這樣的特征：其中，強(qiáng)化層為1～10μm的金屬涂層或樹脂膠。

本發(fā)明提供的超硬磨料線鋸的制造方法，還可以具有這樣的特征：其中，超硬磨料為金剛石、立方氮化硼、b6o、b6o聚晶中的任意一種或任意幾種的混合磨料，超硬磨料的顆粒度為5～500μm。

本發(fā)明提供的超硬磨料線鋸的制造方法，還可以具有這樣的特征：其中，超硬磨料嵌入金屬絲的深度為超硬磨料的顆粒厚度的1/2～2/3。

本發(fā)明還提供了一種超硬磨料線鋸的制造設(shè)備，用于將金屬絲和超硬磨料制造成超硬磨料線鋸，其特征在于，具有：涂覆初壓裝置，用于將超硬磨料涂覆在金屬絲上并進(jìn)行初壓形成表面初步嵌入超硬磨料的金屬絲，包括超硬磨料存儲(chǔ)腔、設(shè)置在該超硬磨料存儲(chǔ)腔內(nèi)的兩個(gè)相切的初壓滾壓輪，該兩個(gè)初壓滾壓輪的輪面上分別設(shè)置有相對(duì)向的n個(gè)環(huán)形槽，其中相對(duì)的兩個(gè)環(huán)形槽組成一個(gè)完整的用于表面初步嵌入超硬磨料的金屬絲進(jìn)行成形的成形孔；滾壓裝置，包括奇數(shù)道次滾壓機(jī)構(gòu)和偶數(shù)道次滾壓機(jī)構(gòu)，設(shè)置在涂覆初壓裝置的后序，用于將表面初步嵌入超硬磨料的金屬絲進(jìn)行滾壓形成直徑均勻的超硬磨料線鋸；強(qiáng)化涂層裝置，設(shè)置在滾壓裝置的后序，用于對(duì)直徑均勻的超硬磨料線鋸的表面進(jìn)行涂覆強(qiáng)化涂層形成超硬磨料線鋸；收線裝置，設(shè)置在強(qiáng)化涂層裝置的后序，用于收集超硬磨料線鋸；動(dòng)力裝置，用于驅(qū)動(dòng)涂覆初壓裝置和滾壓裝置；以及導(dǎo)向輪組，包括設(shè)置在涂覆初壓裝置前序的n個(gè)導(dǎo)向輪以及設(shè)置在收線裝置前序的n個(gè)導(dǎo)向輪，用于引導(dǎo)并帶動(dòng)金屬絲移動(dòng)，其中，每個(gè)奇數(shù)道次滾壓機(jī)構(gòu)包括n對(duì)滾壓輪組件，每對(duì)滾壓輪組件包括兩個(gè)相切的第一滾壓輪，該兩個(gè)第一滾壓輪的輪面上分別設(shè)置有一個(gè)環(huán)形槽，并且該兩個(gè)環(huán)形槽相對(duì)設(shè)置，兩個(gè)環(huán)形槽組成一個(gè)完整的用于對(duì)直徑均勻的超硬磨料線鋸進(jìn)行成形的成形孔，每個(gè)偶數(shù)道次滾壓機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)相切的第二滾壓輪，該兩個(gè)第二滾壓輪的輪面上分別設(shè)置有n個(gè)相對(duì)向的環(huán)形槽，其中相對(duì)的兩個(gè)環(huán)形槽組成一個(gè)完整的用于直徑均勻的超硬磨料線鋸進(jìn)行成形的成形孔，奇數(shù)道次滾壓機(jī)構(gòu)的第一滾壓輪的滾壓方向?yàn)橥扛渤鯄貉b置的初壓滾壓輪的飛邊方向，偶數(shù)道次滾壓機(jī)構(gòu)的第二滾壓輪的滾壓方向和涂覆初壓裝置的初壓滾壓輪的滾壓方向一致。

本發(fā)明提供的超硬磨料線鋸的制造設(shè)備，還可以具有這樣的特征：其中，n為大于1的整數(shù)，金屬絲的根數(shù)為n。

本發(fā)明提供的超硬磨料線鋸的制造設(shè)備，還可以具有這樣的特征：其中，成形孔的直徑為0.1～3mm。

本發(fā)明提供的超硬磨料線鋸的制造設(shè)備，還可以具有這樣的特征：其中，強(qiáng)化涂層裝置為采用電鍍或者化學(xué)鍍方法的涂層裝置。

發(fā)明作用與效果

根據(jù)本發(fā)明的超硬磨料線鋸的制造方法以及制造設(shè)備，由于采用了涂覆初壓裝置，提高了超硬磨料嵌入率；由于采用設(shè)有多組成形孔的滾壓輪，可以同時(shí)生產(chǎn)多根直徑均勻、高精度、高機(jī)械強(qiáng)度的超硬磨料線鋸，簡(jiǎn)化了超硬磨料線鋸的生產(chǎn)裝置，降低了超硬磨料線鋸的生產(chǎn)線占地面積，同時(shí)提高了超硬磨料線鋸的生產(chǎn)效率；采用滾壓裝置多道次的滾壓，能精確控制超硬磨料嵌入金屬絲的深度，同時(shí)控制超硬磨料線鋸的直徑大小均勻；由于采用了強(qiáng)化涂層裝置，可以強(qiáng)化超硬磨料線鋸的耐磨強(qiáng)度和使用壽命；由于采用了導(dǎo)向輪，使得金屬絲在被滾壓過程中受力更均勻，同時(shí)提高生產(chǎn)速度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例超硬磨料線鋸的制造方法制造的超硬磨料線鋸的剖視示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例超硬磨料線鋸的制造設(shè)備的工作側(cè)視圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例超硬磨料線鋸的制造設(shè)備的工作俯視圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的涂覆初壓裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的涂覆初壓裝置工作示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例的奇數(shù)道次滾壓機(jī)構(gòu)的第一滾壓輪結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例的偶數(shù)道次滾壓機(jī)構(gòu)的第二滾壓輪結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例來說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

<實(shí)施例>

一、超硬磨料線鋸的制造設(shè)備

圖1為本發(fā)明實(shí)施例超硬磨料線鋸的制造方法制造的超硬磨料線鋸的剖視示意圖。

如圖1所示，本實(shí)施例的超硬磨料線鋸100的外徑為1.0mm，包括金屬絲11和超硬磨料12層，該超硬磨料12層為部分嵌入金屬絲11的超硬磨料12。

本實(shí)施例中，金屬絲11為橫截面呈圓形并直徑為0.5mm的鋼絲，金屬絲11的表面涂覆有厚度為10um的鋅、銅合金層(圖中未示)。超硬磨料12為金剛石，該超硬磨料顆粒厚度為150μm，其嵌入金屬絲11的深度為其顆粒厚度的1/2。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例超硬磨料線鋸的制造設(shè)備的工作側(cè)視圖，圖3為本發(fā)明實(shí)施例超硬磨料線鋸的制造設(shè)備的工作俯視圖。

如圖2以及圖3所示，本實(shí)施例的超硬磨料線鋸的制造設(shè)備200包括涂覆初壓裝置20、滾壓裝置30、強(qiáng)化涂層裝置40、收線裝置50、導(dǎo)向輪組60以及動(dòng)力裝置70。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的涂覆初壓裝置結(jié)構(gòu)示意圖，圖5為本發(fā)明實(shí)施例的涂覆初壓裝置工作示意圖。

如圖4及圖5所示，涂覆初壓裝置20包括超硬磨料存儲(chǔ)腔21以及初壓滾壓輪22。

超硬磨料存儲(chǔ)腔21用于盛放超硬磨料12，兩個(gè)初壓滾壓輪22相切設(shè)置在超硬磨料存儲(chǔ)腔21內(nèi)，用于將超硬磨料12涂覆在金屬絲11上并進(jìn)行初壓形成表面初步嵌入超硬磨料的金屬絲13。

本實(shí)施例中，同時(shí)生產(chǎn)兩根金屬絲11，兩個(gè)初壓滾壓輪22的輪面上分別設(shè)置有相對(duì)向的兩個(gè)半圓形的初壓環(huán)形槽221，其中相對(duì)的兩個(gè)初壓環(huán)形槽221組成一個(gè)完整的用于表面初步嵌入超硬磨料的金屬絲13進(jìn)行成形的圓形的初壓成形孔222，該初壓成形孔222的直徑為2mm。

如圖1以及圖2所示，本實(shí)施例中，滾壓裝置30包括第一以及第三道次的奇數(shù)道次滾壓機(jī)構(gòu)31和第二道次的偶數(shù)道次滾壓機(jī)構(gòu)32，依次設(shè)置在涂覆初壓裝置20的后序，用于將表面初步嵌入超硬磨料的金屬絲13進(jìn)行滾壓形成直徑均勻的超硬磨料線鋸14。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例的奇數(shù)道次滾壓機(jī)構(gòu)的第一滾壓輪結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖6所示，第一以及第三道次的奇數(shù)道次滾壓機(jī)構(gòu)31分別包括兩對(duì)滾壓輪組件311，每對(duì)滾壓輪組件311包括兩個(gè)相切的第一滾壓輪311a，該兩個(gè)第一滾壓輪311a的輪面上分別設(shè)置有一個(gè)半圓形的奇數(shù)道次環(huán)形槽311b，并且該兩個(gè)奇數(shù)道次環(huán)形槽311b相對(duì)設(shè)置，兩個(gè)奇數(shù)道次環(huán)形槽311b組成一個(gè)完整的用于對(duì)直徑均勻的超硬磨料線鋸14進(jìn)行成形的圓形的奇數(shù)道次成形孔311c。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例的偶數(shù)道次滾壓機(jī)構(gòu)的第二滾壓輪結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖7所示，第二道次的偶數(shù)道次滾壓機(jī)構(gòu)32包括兩個(gè)相切的第二滾壓輪321，該兩個(gè)第二滾壓輪321的輪面上分別設(shè)置有兩個(gè)相對(duì)向的半圓形的偶數(shù)道次環(huán)形槽321a，其中相對(duì)的兩個(gè)偶數(shù)道次環(huán)形槽321a組成一個(gè)完整的用于直徑均勻的超硬磨料線鋸14進(jìn)行成形的圓形的偶數(shù)道次成形孔321b。

第一及第三道次的奇數(shù)道次滾壓機(jī)構(gòu)31的第一滾壓輪311a的滾壓方向均為涂覆初壓裝置20的初壓滾壓輪22的飛邊方向，即第一滾壓輪311a的空間位置與初壓滾壓輪22的空間位置相比，繞金屬絲11轉(zhuǎn)動(dòng)90°。

第二道次的偶數(shù)道次滾壓機(jī)構(gòu)32的第二滾壓輪321的滾壓方向和涂覆初壓裝置20的初壓滾壓輪22的滾壓方向一致。

本實(shí)施例中，第一道次的奇數(shù)道次成形孔311c、第二道次的偶數(shù)道次成形孔321b以及第三道次的奇數(shù)道次成形孔311c的直徑依次為1.5mm、1.2mm、1.0mm。

如圖1以及圖2所示，強(qiáng)化涂層裝置40設(shè)置在滾壓裝置30的后序，為采用電鍍方法的涂層裝置，用于對(duì)直徑均勻的超硬磨料線鋸14的表面進(jìn)行涂覆厚度為5um的金屬鎳強(qiáng)化涂層(圖中未示)形成超硬磨料線鋸100。

收線裝置50設(shè)置在強(qiáng)化涂層裝置40的后序，用于纏繞超硬磨料線鋸100進(jìn)行收集。

導(dǎo)向輪組60包括四個(gè)導(dǎo)向輪61。

兩個(gè)導(dǎo)向輪61設(shè)置在涂覆初壓裝置20的前序，兩個(gè)導(dǎo)向輪61設(shè)置在收線裝置50的前序，用于引導(dǎo)并帶動(dòng)金屬絲11移動(dòng)。

本實(shí)施例中，初壓滾壓輪22、第一滾壓輪311a以及第二滾壓輪321的中心軸處均設(shè)置有同步齒輪(圖中未示)。

動(dòng)力裝置70包括電機(jī)71，該電機(jī)71的輸出端上設(shè)置有與同步齒輪相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)齒輪(圖中未示)，動(dòng)力裝置70通過齒輪連接驅(qū)動(dòng)涂覆初壓裝置20和滾壓裝置30。

二、超硬磨料線鋸的制造方法

如圖1及圖2所示，本實(shí)施例提供的超硬磨料線鋸的制造方法，包括如下步驟：

步驟一，將兩根金屬絲11分別繞過兩個(gè)導(dǎo)向輪61，進(jìn)入涂覆初壓裝置20，使用涂覆初壓裝置20將超硬磨料12涂覆在金屬絲11上并進(jìn)行初壓，得到表面初步嵌入超硬磨料的金屬絲13。

步驟二，使用滾壓裝置30中的第一道次的奇數(shù)道次滾壓機(jī)構(gòu)31、第二道次的偶數(shù)道次滾壓機(jī)構(gòu)32以及第三道次的奇數(shù)道次滾壓機(jī)構(gòu)31依次將表面初步嵌入超硬磨料的金屬絲13進(jìn)行連續(xù)三個(gè)道次的滾壓，且下個(gè)道次的滾壓方向?yàn)樯蟼€(gè)道次的滾壓方向的飛邊方向，得到直徑均勻的超硬磨料線據(jù)14。

步驟三，使用強(qiáng)化涂層裝置40對(duì)直徑均勻的超硬磨料線鋸14的表面進(jìn)行涂覆金屬鎳強(qiáng)化層，得到超硬磨料線據(jù)100。

步驟四，將超硬磨料線據(jù)100繞過導(dǎo)向輪61，使用收線裝置50纏繞超硬磨料線據(jù)100進(jìn)行收集。

實(shí)施例作用與效果

根據(jù)本實(shí)施例的超硬磨料線鋸的制造方法以及制造設(shè)備，由于采用了涂覆初壓裝置，提高了超硬磨料嵌入率；由于采用設(shè)有多組成形孔的滾壓輪，可以同時(shí)生產(chǎn)多根直徑均勻、高精度、高機(jī)械強(qiáng)度的超硬磨料線鋸，簡(jiǎn)化了超硬磨料線鋸的生產(chǎn)裝置，降低了超硬磨料線鋸的生產(chǎn)線占地面積，同時(shí)提高了超硬磨料線鋸的生產(chǎn)效率；采用滾壓裝置多道次的滾壓，能精確控制超硬磨料嵌入金屬絲的深度，同時(shí)控制超硬磨料線鋸的直徑大小均勻；由于采用了強(qiáng)化涂層裝置，可以強(qiáng)化超硬磨料線鋸的耐磨強(qiáng)度和使用壽命；由于采用了導(dǎo)向輪，使得金屬絲在被滾壓過程中受力更均勻，同時(shí)提高生產(chǎn)速度。

總之，本實(shí)施例提供的超硬磨料線鋸的制造方法工序合理，能提高生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)成本，同時(shí)又能提高生產(chǎn)質(zhì)量。制造設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，工作穩(wěn)定可靠，可以形成自動(dòng)化生產(chǎn)線，制備任意長(zhǎng)度的、直徑一致的、抗拉強(qiáng)度高的連續(xù)超硬磨料線鋸。