藍寶石線鋸切割中的材料損失研究.pdf

1、藍寶石材料因為本身優(yōu)異的特性使其得到廣泛的應(yīng)用，目前藍寶石的市場需求量越來越大，減少加工損失、提高材料的利用率是藍寶石發(fā)展的關(guān)鍵之一。切片加工是藍寶石由棒材變成晶片根本性的第一道工序，同時也是材料損失最嚴重的一道工序，它的加工質(zhì)量也直接影響了后續(xù)工序。
　　本論文對藍寶石切片過程中的材料損失進行了系統(tǒng)的研究。利用金剛石線切割機床對藍寶石進行了加工，采用掃描電子顯微鏡對鋸縫寬度進行了觀測，用白光干涉三維光學(xué)輪廓儀、粗糙度儀對鋸切表面

2、的表面波動進行了觀測，采用離子減薄技術(shù)對亞表面裂紋進行觀測。通過對金剛石線切割藍寶石后鋸縫寬度、表面波動、亞表面損傷三部分的觀測來綜合地判定不同的工藝參數(shù)對材料損失的影響。同時，自行搭建了鋸線振動檢測平臺，對不同工藝參數(shù)下鋸切過程中的鋸線振動信號進行了跟蹤檢測，并在此基礎(chǔ)上討論了鋸線振動對藍寶石線切割過程中材料損失的影響。論文的主要研究成果概括如下：
　　1、藍寶石線鋸切割中的材料損失包括鋸縫寬度、表面波動、亞表面損傷三個部分，鋸

3、縫寬度造成的材料損失占材料總損失比例最高，約占73％，表面波動次之，約占25%，亞表面損傷所占比例較小，約占2%。
　　2、鋸縫寬度的變化主要受到線速度和張緊力的影響，進給速度對其無規(guī)律性影響。線速度的提高可有效減小加工表面波動，張緊力與進給速度對加工表面波動的影響較小。
　　3、線鋸切割過程中，鋸線的振動幅值主要受到張緊力的影響，線的進口端振幅會明顯大于出口端振幅，這表明線鋸切割過程中，鋸線振幅受到工件的約束而減小。

4、>　　4、切割過程中，鋸線的振動低頻信號是導(dǎo)輪引起的強迫振動，它僅隨線速度的增大而增大。振動的高頻信號與鋸線的固有頻率有關(guān)。工件的約束改變了鋸線的固有頻率。
　　5、金剛石線切割過程中，工藝參數(shù)對鋸線的振動幅值以及其它鋸縫損失值有著相似的影響規(guī)律，并且兩者在數(shù)值上也比較接近。由此表明鋸縫材料損失是鋸線線徑和鋸線振動綜合作用的結(jié)果。
　　本論文的研究為藍寶石線切割加工過程中的優(yōu)化鋸切工藝、減小材料損失、綜合提高線鋸切割加工技術(shù)