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。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