專利名稱：一種薄型金剛石切割片的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及刀具切割片的制造方法，尤其涉及一種薄型金剛石切割片的制造方法。
背景技術(shù)：
薄型金剛石切割片主要用于對(duì)各種鍺、硅、鈮酸鋰、鉭酸鋰等半導(dǎo)體材質(zhì)以及各種光學(xué)玻璃、陶瓷、鐵氧體等硬脆材質(zhì)的精密切割和開槽。專與各種進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)的劃片機(jī)、開槽機(jī)配套使用。
近年來在現(xiàn)代加工業(yè)特別是半導(dǎo)體制造業(yè)對(duì)切割片的要求越來越高，厚度最薄的要求在二十微米以下，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的同類型薄型砂輪片一般用粉末冶金的方法制造，但是只能做厚度在200微米以上的砂輪片，國(guó)外有用電鑄的方法制造切割片，但需把基體在堿性溶液中溶解掉，成本較高，工藝復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種工藝簡(jiǎn)單、易于控制、成本較低的薄型金剛石切割片的制造方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種薄型金剛石切割片的制造方法，其特征在于，該制造方法采用電鑄法，包括用一個(gè)金屬基板作陰極，一個(gè)電解鎳板作陽極，將二極板放入含有水合金屬鹽及金剛石磨料的電鑄溶液中，并將陰極接直流電源的負(fù)極，陽極接直流電源的正極，當(dāng)接通電源后，溶液中的磨料在懸浮狀態(tài)下與金屬離子在陰極上均勻共析，以獲得金屬與金剛石磨料均勻混合的復(fù)合電鑄層，當(dāng)電鑄層厚度達(dá)到要求后將陰極取出溶液，清洗烘干后再將電鑄層與陰極基板分離，然后用沖模沖制成規(guī)格尺寸得到切割片產(chǎn)品；該制造方法的具體工藝步驟如下
(1)陰極基板的制作陰極基板材料選擇表面光滑均勻并具有一定彈性、耐酸、易于加工的金屬材料，包括不銹鋼、銅合金，基板厚度范圍在0.1～0.8毫米之間；先將材料加工成所需尺寸，然后用砂紙打磨至表面光滑，無明顯微孔及凸起雜粒；如用銅合金作陰極基板需在表面鍍一層金屬鉻層，以便電鑄層與基板分離；(2)電鑄溶液的配制在水合Ni金屬鹽或水合Ni金屬鹽與其它水合金屬鹽的混合溶液中加入金剛石磨料、H3BO3及添加劑，得到電鑄溶液；(3)電鑄工藝將陰極基板及陽極鎳板放入上述電鑄溶液中，并將陰極基板接直流電源負(fù)極，將陽極鎳板接直流電源正極，接通電源，則電鑄溶液中的金剛石磨料及金屬離子在陰極基板上均勻共析，得到復(fù)合電鑄層；(4)復(fù)合電鑄層與陰極基板分離將電鑄有復(fù)合層的陰極基板輕輕彎成弧形，復(fù)合電鑄層就很容易與陰極基板分離；(5)沖制成型及表面研磨用模具將復(fù)合電鑄層沖壓成型，得到所需規(guī)格的尺寸，對(duì)厚度在15～100μm的切割片，無須再加工，即得到切割片產(chǎn)品；對(duì)厚度在100微米至500微米的切割片，復(fù)合電鑄層經(jīng)沖壓成規(guī)格尺寸后還需對(duì)其表面進(jìn)行研磨，以保證切割片的厚度公差及平整度。
所述的復(fù)合電鑄層包括Ni-Co合金和金剛石磨料，其電鑄溶液的配方及電鑄工藝的參數(shù)如下(1)電鑄溶液的配方NiSO4.7H2O含量為150-300g/l，CoSO4.7H2O含量為3-20g/l，NiCl2.6H2O含量為30-60g/l，H3BO3含量為25-40g/l，初級(jí)光亮劑0.2-2g/l，次級(jí)光亮劑0.2-2g/l，
潤(rùn)滑劑0.05-1g/l；(2)電鑄工藝的參數(shù)電流密度為0.5-2A/dm2，PH值為2.5-5，溫度為35-55℃，金剛石密度為5-20g/l，控制電鑄時(shí)間可控制復(fù)合電鑄層的厚度。
所述的復(fù)合電鑄層包括Ni-Co-Mn合金和金剛石磨料，其電鑄溶液的配方及電鑄工藝的參數(shù)如下(1)電鑄溶液的配方NiSO4.7H2O含量為150-300g/l，CoSO4.7H2O含量為3-15g/l，NiCl2.6H2O含量為30-50g/l，H3BO3含量為25-40g/l，MnSO4.H2O含量為1-10g/l，初級(jí)光亮劑0.2-1.5g/l，次級(jí)光亮劑0.2-1.5g/l，潤(rùn)滑劑0.05-1g/l，韌化劑0.3-1ml/l；(2)電鑄工藝的參數(shù)電流密度為0.5-2A/dm2，PH值為3.5-5，溫度為35-55℃，金剛石密度為5-20g/l，控制電鑄時(shí)間可控制復(fù)合電鑄層的厚度。
所述的復(fù)合電鑄層包括Ni-Fe合金和金剛石磨料，其電鑄溶液的配方及電鑄工藝的參數(shù)如下(1)電鑄溶液的配方NiSO4.7H2O含量為100-200g/l，
FeSO4.7H2O含量為10-30g/l，NaCl含量為15-30g/l，C6H8O.H2O含量為10-30g/l，Na2SO4含量為40-75g/l，初級(jí)光亮劑0.2-2g/l，潤(rùn)滑劑0.5-3g/l；(2)電鑄工藝的參數(shù)電流密度為2-6A/dm2，PH值為2.5-4.5，溫度為30-55℃，金剛石密度為5-20g/l，控制電鑄時(shí)間可控制復(fù)合電鑄層的厚度。
所述的復(fù)合電鑄層包括Ni金屬和金剛石磨料，其電鑄溶液的配方及電鑄工藝的參數(shù)如下(1)電鑄溶液的配方NiSO4.7H2O含量為150-300g/l，NiCl2.6H2O含量為30-50g/l，H3BO3含量為30-40g/l，初級(jí)光亮劑0.2-1.5g/l，次級(jí)光亮劑0.2-1.5g/l，潤(rùn)滑劑0.05-1g/l；(2)電鑄工藝的參數(shù)電流密度為0.5-2A/dm2，PH值為2.5-4.5，溫度為30-55℃，金剛石密度為5-20g/l，控制電鑄時(shí)間可控制復(fù)合電鑄層的厚度。
所述的初級(jí)光亮劑選自萘三磺酸鈉、糖精、對(duì)甲基苯磺酸胺中的一種。
所述的次級(jí)光亮劑選自丙炔醇、1，4丁炔二醇、香豆素、甲醛中的一種。
所述的潤(rùn)滑劑選自十二烷基硫酸鈉、2-乙基己基硫酸鈉中的一種。
所述的韌化劑選自FK-280柔軟劑、ZL-91B柔軟劑中的一種。
本發(fā)明用一步電鑄的方法制造薄型砂輪片，而且基體可以反復(fù)使用。
本發(fā)明可獲得以多種不同金屬成份(如Ni-Co、Ni-Co-Mn、Ni-Fe或純Ni)與不同金剛石粒徑(粒徑范圍可在3-60微米)均勻混合的復(fù)合電鑄層制成的直徑在110毫米以內(nèi)、厚度在15-500um范圍內(nèi)的各種規(guī)格的薄型金剛石切割片。
本發(fā)明的制造原理用一個(gè)金屬基板作陰極，一個(gè)電解鎳板作陽極，將二極板放入含有金剛石磨料的電鑄溶液中，并將陰極接直流電源的負(fù)極，陽極接直流電源的正極(如圖1)，當(dāng)接通電源后，溶液中的磨料在懸浮狀態(tài)下與金屬離子在陰極上均勻共析，以獲得金屬(如Ni-Co、Ni-Co-Mn、Ni-Fe或純Ni)與金剛石磨料均勻混合的復(fù)合電鑄層(如圖2)。當(dāng)電鑄層厚度達(dá)到要求后將陰極取出溶液，清洗烘干后再將電鑄層與陰極基板分離，然后用沖模沖制成規(guī)格尺寸(如圖3)。對(duì)厚度在100微米以上到500微米的經(jīng)沖制后再進(jìn)行表面研磨。
本發(fā)明制造方法具有工藝簡(jiǎn)單、易于控制、制造成本低等特點(diǎn)。采用本發(fā)明方法制成的切割片能切割多種硬脆非金屬材料；具有割縫窄、爆裂小、效率高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明電鑄工藝原理圖；圖2為本發(fā)明復(fù)合電鍍層與陰極基板結(jié)合的示意圖；圖3為采用本發(fā)明方法制造的金剛石切割片的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1一種薄型金剛石切割片的制造方法，該制造方法采用電鑄法，如圖1所示，包括一個(gè)電鑄槽1，在該電鑄槽中用一個(gè)金屬基板2作陰極，一個(gè)電解鎳板5作陽極，將二極板放入含有水合金屬鹽及金剛石磨料的電鑄溶液3中，并由固定桿4將其固定，同時(shí)，將陰極接直流電源6的負(fù)極，陽極接直流電源6的正極，當(dāng)接通電源后，溶液中的磨料在懸浮狀態(tài)下與金屬離子在陰極上均勻共析，以獲得金屬與金剛石磨料均勻混合的復(fù)合電鑄層7，如圖2，當(dāng)電鑄層厚度達(dá)到要求后將陰極取出溶液，清洗烘干后再將電鑄層與陰極基板分離，然后用沖模沖制成規(guī)格尺寸得到切割片產(chǎn)品，如圖3。
所述的復(fù)合電鑄層包括Ni-Co合金和金剛石磨料，其電鑄溶液的配方及電鑄工藝的參數(shù)如下(1)電鑄溶液的配方NiSO4.7H2O含量為200g/l，CoSO4.7H2O含量為8g/l，NiCl2.6H2O含量為30g/l，H3BO3含量為30g/l，萘三磺酸鈉1.2g/l，丙炔醇1.0g/l，2-乙基己基硫酸鈉0.05g/l；(2)電鑄工藝的參數(shù)電流密度為0.5A/dm2，PH值為4.5，溫度為35℃，金剛石密度為20g/l；電鑄3小時(shí)后取出，將切割片從基體剝離，可得到厚度為20微米左右的含Ni-Co合金和金剛石的切割片，用專用模具，將切割片沖制成一定規(guī)格。
實(shí)施例2制造方法基本同實(shí)施例1。
其中，所述的復(fù)合電鑄層包括Ni-Co-Mn合金和金剛石磨料，其電鑄溶液的配方及電鑄工藝的參數(shù)如下(1)電鑄溶液的配方
NiSO4.7H2O含量為200g/l，CoSO4.7H2O含量為5g/l，H3BO3含量為40g/l，MnSO4.H2O含量為8g/l，ZL-91B柔軟劑0.3ml/l；(2)電鑄工藝的參數(shù)電流密度為0.5A/dm2，PH值為3.0，溫度為40℃，金剛石密度為20g/l；電鑄3小時(shí)，可得到25微米左右的含Ni-Co-Mn合金和金剛石的切割片。
實(shí)施例3制造方法基本同實(shí)施例1。
所述的復(fù)合電鑄層包括Ni-Fe合金和金剛石磨料，其電鑄溶液的配方及電鑄工藝的參數(shù)如下(1)電鑄溶液的配方NiSO4.7H2O含量為150g/l，F(xiàn)eSO4.7H2O含量為10g/l，NaCl含量為15g/l，C6H8O.H2O含量為10g/l，Na2SO4含量為55g/l，對(duì)甲基苯磺酸胺1g/l，十二烷基硫酸鈉0.5g/l；(2)電鑄工藝的參數(shù)電流密度為5A/dm2，PH值為2.5，溫度為35℃，金剛石密度為20g/l；電鑄4小時(shí)后，可得到厚度約100微米的含Ni-Fe合金和金剛石的切割片。
實(shí)施例4制造方法基本同實(shí)施例1。
所述的復(fù)合電鑄層包括金屬Ni和金剛石磨料，其電鑄溶液的配方及電鑄工藝的參數(shù)如下(1)電鑄溶液的配方NiSO4.7H2O含量為200g/l，NiCl2.6H2O含量為30g/l，H3BO3含量為40g/l，糖精1.0g/l，1，4丁炔二醇0.2g/l，2-乙基己基硫酸鈉0.05g/l；(2)電鑄工藝的參數(shù)電流密度為1.0A/dm2，PH值為3.0，溫度為30℃，金剛石密度為20g/l；電鑄3小時(shí)，可得到厚度為35微米左右的含Ni金屬和金剛石的切割片。
權(quán)利要求
1.一種薄型金剛石切割片的制造方法，其特征在于，該制造方法采用電鑄法，包括用一個(gè)金屬基板作陰極，一個(gè)電解鎳板作陽極，將二極板放入含有水合金屬鹽及金剛石磨料的電鑄溶液中，并將陰極接直流電源的負(fù)極，陽極接直流電源的正極，當(dāng)接通電源后，溶液中的磨料在懸浮狀態(tài)下與金屬離子在陰極上均勻共析，以獲得金屬與金剛石磨料均勻混合的復(fù)合電鑄層，當(dāng)電鑄層厚度達(dá)到要求后將陰極取出溶液，清洗烘干后再將電鑄層與陰極基板分離，然后用沖模沖制成規(guī)格尺寸得到切割片產(chǎn)品；該制造方法的具體工藝步驟如下(1)陰極基板的制作陰極基板材料選擇表面光滑均勻并具有一定彈性、耐酸、易于加工的金屬材料，包括不銹鋼、銅合金，基板厚度范圍在0.1～0.8毫米之間；先將材料加工成所需尺寸，然后用砂紙打磨至表面光滑，無明顯微孔及凸起雜粒；如用銅合金作陰極基板需在表面鍍一層金屬鉻層，以便電鑄層與基板分離；(2)電鑄溶液的配制在水合Ni金屬鹽或水合Ni金屬鹽與其它水合金屬鹽的混合溶液中加入金剛石磨料、H3BO3及添加劑，得到電鑄溶液；(3)電鑄工藝將陰極基板及陽極鎳板放入上述電鑄溶液中，并將陰極基板接直流電源負(fù)極，將陽極鎳板接直流電源正極，接通電源，則電鑄溶液中的金剛石磨料及金屬離子在陰極基板上均勻共析，得到復(fù)合電鑄層；(4)復(fù)合電鑄層與陰極基板分離將電鑄有復(fù)合層的陰極基板輕輕彎成弧形，復(fù)合電鑄層就很容易與陰極基板分離；(5)沖制成型及表面研磨用模具將復(fù)合電鑄層沖壓成型，得到所需規(guī)格的尺寸，對(duì)厚度在15～100μm的切割片，無須再加工，即得到切割片產(chǎn)品；對(duì)厚度在100微米至500微米的切割片，復(fù)合電鑄層經(jīng)沖壓成規(guī)格尺寸后還需對(duì)其表面進(jìn)行研磨，以保證切割片的厚度公差及平整度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄型金剛石切割片的制造方法，其特征在于，所述的復(fù)合電鑄層包括Ni-Co合金和金剛石磨料，其電鑄溶液的配方及電鑄工藝的參數(shù)如下(1)電鑄溶液的配方NiSO4·7H2O含量為150-300g/l，CoSO4·7H2O含量為3-20g/l，NiCl2·6H2O含量為30-60g/l，H3BO3含量為25-40g/l，初級(jí)光亮劑0.2-2g/l，次級(jí)光亮劑0.2-2g/l，潤(rùn)滑劑0.05-1g/l；(2)電鑄工藝的參數(shù)電流密度為0.5-2A/dm2，PH值為2.5-5，溫度為35-55℃，金剛石密度為5-20g/l，控制電鑄時(shí)間可控制復(fù)合電鑄層的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄型金剛石切割片的制造方法，其特征在于，所述的復(fù)合電鑄層包括Ni-Co-Mn合金和金剛石磨料，其電鑄溶液的配方及電鑄工藝的參數(shù)如下(1)電鑄溶液的配方NiSO4·7H2O含量為150-300g/l，CoSO4·7H2O含量為3-15g/l，NiCl2·6H2O含量為30-50g/l，H3BO3含量為25-40g/l，MnSO4·H2O含量為1-10g/l，初級(jí)光亮劑0.2-1.5g/l，次級(jí)光亮劑0.2-1.5g/l，潤(rùn)滑劑0.05-1g/l，韌化劑0.3-1ml/l；(2)電鑄工藝的參數(shù)電流密度為0.5-2A/dm2，PH值為3.5-5，溫度為35-55℃，金剛石密度為5-20g/l，控制電鑄時(shí)間可控制復(fù)合電鑄層的厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄型金剛石切割片的制造方法，其特征在于，所述的復(fù)合電鑄層包括Ni-Fe合金和金剛石磨料，其電鑄溶液的配方及電鑄工藝的參數(shù)如下(1)電鑄溶液的配方NiSO4·7H2O含量為100-200g/l，F(xiàn)eSO4·7H2O含量為10-30g/l，NaCl含量為15-30g/l，C6H8O·H2O含量為10-30g/l，Na2SO4含量為40-75g/l，初級(jí)光亮劑0.2-2g/l，潤(rùn)滑劑0.5-3g/l；(2)電鑄工藝的參數(shù)電流密度為2-6A/dm2，PH值為2.5-4.5，溫度為30-55℃，金剛石密度為5-20g/l，控制電鑄時(shí)間可控制復(fù)合電鑄層的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄型金剛石切割片的制造方法，其特征在于，所述的復(fù)合電鑄層包括Ni金屬和金剛石磨料，其電鑄溶液的配方及電鑄工藝的參數(shù)如下(1)電鑄溶液的配方NiSO4·7H2O含量為150-300g/l，NiCl2·6H2O含量為30-50g/l，H3BO3含量為30-40g/l，初級(jí)光亮劑0.2-1.5g/l，次級(jí)光亮劑0.2-1.5g/l，潤(rùn)滑劑0.05-1g/l；(2)電鑄工藝的參數(shù)電流密度為0.5-2A/dm2，PH值為2.5-4.5，溫度為30-55℃，金剛石密度為5-20g/l，控制電鑄時(shí)間可控制復(fù)合電鑄層的厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4或5所述的一種薄型金剛石切割片的制造方法，其特征在于，所述的初級(jí)光亮劑選自萘三磺酸鈉、糖精、對(duì)甲基苯磺酸胺中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3或5所述的一種薄型金剛石切割片的制造方法，其特征在于，所述的次級(jí)光亮劑選自丙炔醇、1，4丁炔二醇、香豆素、甲醛中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4或5所述的一種薄型金剛石切割片的制造方法，其特征在于，所述的潤(rùn)滑劑選自十二烷基硫酸鈉、2-乙基己基硫酸鈉中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種薄型金剛石切割片的制造方法，其特征在于，所述的韌化劑選自FK-280柔軟劑、ZL-91B柔軟劑中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種薄型金剛石切割片的制造方法，該制造方法采用電鑄法，包括用一個(gè)金屬基板作陰極，一個(gè)電解鎳板作陽極，將二極板放入含有水合金屬鹽及金剛石磨料的電鑄溶液中，并將陰極接直流電源的負(fù)極，陽極接直流電源的正極，當(dāng)接通電源后，溶液中的磨料在懸浮狀態(tài)下與金屬離子在陰極上均勻共析，以獲得金屬與金剛石磨料均勻混合的復(fù)合電鑄層，當(dāng)電鑄層厚度達(dá)到要求后將陰極取出溶液，清洗烘干后再將電鑄層與陰極基板分離，然后用沖模沖制成規(guī)格尺寸得到切割片產(chǎn)品。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單、易于控制、成本較低等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C25D15/00GK1609284SQ20031010816
公開日2005年4月27日 申請(qǐng)日期2003年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月24日
發(fā)明者周麟華, 許建紅, 陳齊紅 申請(qǐng)人:上海核工業(yè)第八研究所