一种氮化硅线切割方法

技术领域

本发明涉及氮化硅线切割技术领域，具体涉及一种氮化硅线切割方法。

背景技术

氮化硅是一种无机物，是一种重要的结构陶瓷材料，硬度大，本身具有润滑性，并且耐磨损，为原子晶体；高温时抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击，在空气中加热到1000℃以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂。正是由于氮化硅陶瓷具有如此优异的特性，人们常常利用它来制造轴承、气轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件。

在氮化硅相关产品制造过程中，需要须对氮化硅进行切割。目前通常采用浆切割技术或者金刚石线切割技术进行上述切割。砂浆切割技术的原理为利用切割钢丝带动砂浆，利用砂浆中的SiC微粒与晶棒进行摩擦，达到切割的目的。目前广泛使用的金刚石线切割技术工作原理是利用电镀或树脂结合的方法将金刚石颗粒附着在钢线基体表面制成金刚石线，以水和少量有机物为切割液，对硅锭进行定向削磨切割。现有的氮化硅线切割工艺采用往复式金刚石线切割，切割速度和切割精度有待提升。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种氮化硅线切割方法，以解决现有的氮化硅线切割工艺采用往复式金刚石线切割，切割速度和切割精度有待提升的问题。

本发明提供一种氮化硅线切割方法，包括：

步骤一，对金刚石线切割装置上安装环形金刚石线锯并张紧，所述金刚石线切割装置包括：操作台、立板、导向轮、张紧轮、承载台、升降装置、支撑腿、电机以及传动装置；所述操作台底部四角设置有支撑腿，所述立板垂直设置于所述操作台上，所述立板上设置有四个呈按长方形四角分布的导向轮，上方两个导向轮之间设置有张紧轮；所述导向轮和张紧轮能够相对于所述立板转动，其中一个所述导向轮通过立板后方的传动装置连接至电机；所述导向轮和张紧轮之间围绕有环形金刚石线锯；所述承载台底部通过升降装置安装在所述操作台上，所述位于所述环形金刚石线锯下方；

步骤二，利用夹具将待切割的氮化硅毛坯样块固定在所述承载台上；

步骤三，启动电机电机，驱动导向轮转动，带动环形金刚石线锯运动；

步骤四，控制升降装置将氮化硅毛坯样块抬升，以利用环形金刚石线锯对所述氮化硅毛坯样块进行切割。

进一步地，所述方法还包括：步骤五，在切割过程中采用冷却液进行冷却，所述冷却液包含以下重量份的组分：99.6重量份的水、0.05重量份的润湿剂、0.08重量份的乳化分散剂、0.03重量份的消泡剂和0.012重量份的金属抑制剂。

进一步地，所述润湿剂选自脂肪醇硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基丁二酸磺酸盐、辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种以上；所述乳化分散剂选自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、多元醇酯中的一种或两种以上；所述消泡剂选自有机硅氧烷和聚醚中的一种或两种以上；所述金属抑制剂选自三乙醇胺、亚硝酸钠、苯并三氮唑及亚磷酸二正丁酯中的一种或两种以上；所述润湿剂选自石油磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚和琥珀酸二异辛酯磺酸钠中的一种或两种以上；所述乳化分散剂选自聚乙二醇200、马来酸二乙基己酯中的一种或两种混合物。

进一步地，所述导向轮和张紧轮呈圆柱状，所述导向轮和张紧轮的外周面设置有限位槽，所述步骤一中，所述环形金刚石线锯安装于所述限位槽内。

进一步地，所述立板上设置有竖直贯通槽，所述张紧轮的一端穿过所述竖直贯通槽后与立板后方的限位块转动连接，所述限位块下方设置有安装板，所述安装板内螺纹连接有螺杆，所述螺杆的顶部与转动件连接，所述转动件与所述限位块底部转动连接；所述步骤一中，通过转动螺杆，带动限位块升降，从而带动张紧轮升降，以对所述环形金刚石线锯进行张紧。

进一步地，所述螺杆底部设置有转动把手，所述步骤一中，通过转动转动把手转动螺杆。

进一步地，所述导向轮在立板的后侧设置有限位盘，所述步骤一中，还包括：对限位盘进行紧固。

进一步地，所述立板底部设置有位于操作台上方的镂空部，所述镂空部两壁设置有滑轨，所述立板与所述滑轨滑动连接，所述承载台位于所述镂空部内，所述步骤四中，升降装置带动承载台沿着滑轨在所述镂空部内上升。

本发明具有以下有益效果：本发明提供的一种氮化硅线切割方法，对金刚石线切割装置上安装环形金刚石线锯并张紧，利用夹具将待切割的氮化硅毛坯样块固定在所述承载台上；启动电机电机，驱动导向轮转动，带动环形金刚石线锯运动；控制升降装置将氮化硅毛坯样块抬升，以利用环形金刚石线锯对所述氮化硅毛坯样块进行切割；解决了现有的氮化硅线切割工艺采用往复式金刚石线切割，切割速度和切割精度有待提升的问题，可实现高速切割，耗时少，节省大量的时间；切割精度高，并且环形金刚石线锯可选择多种线径，可根据客户的需求来选用不同的线径，满足了客户的不同要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的氮化硅线切割方法所采用的金刚石线切割装置正面图；

图2是本发明的氮化硅线切割方法所采用的金刚石线切割装置背面图；

图3是本发明的氮化硅线切割方法所采用的金刚石线切割装置的限位槽示意图；

图4是本发明的氮化硅线切割方法所采用的金刚石线切割装置的螺杆示意图。

图示说明：1-操作台；2-立板；3-导向轮；4-张紧轮；5-承载台；6-升降装置；7-支撑腿；8-竖直贯通槽；9-镂空部；10-滑轨；11-电机；12-传动装置；13-限位盘；14-限位块；15-环形金刚石线锯；16-安装板；17-螺杆；18-限位槽；19-转动把手。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

请参阅图1至图4，本发明实施例提供一种氮化硅线切割方法，包括：

步骤一，对金刚石线切割装置上安装环形金刚石线锯15并张紧。

在本实施例中，金刚石线切割装置包括：操作台1、立板2、导向轮3、张紧轮4、承载台5、升降装置6、支撑腿7、电机11以及传动装置12。操作台1底部四角设置有支撑腿7，用于对整个装置进行支撑。立板2垂直设置于操作台1上，用于安装导向轮3、张紧轮4等部件。

立板2上设置有四个呈按长方形四角分布的导向轮3，上方两个导向轮3之间设置有张紧轮4，导向轮3和张紧轮4能够相对于立板2转动。其中一个导向轮3通过立板2后方的传动装置12连接至电机11，可通过电机11经由传动装置12带动该导向轮3转动。

导向轮3和张紧轮4之间围绕有环形金刚石线锯15，导向轮3和张紧轮4呈圆柱状，导向轮3和张紧轮4的外周面设置有限位槽18，将环形金刚石线锯安装于限位槽18内。

具体地，立板2上设置有竖直贯通槽8，张紧轮4的一端穿过竖直贯通槽8后与立板2后方的限位块14转动连接，限位块14下方设置有安装板16，安装板16内螺纹连接有螺杆17，螺杆17的顶部与转动件20连接，转动件20与限位块14底部转动连接，螺杆17底部设置有转动把手19，可通过转动把手19转动螺杆17，带动限位块14升降，从而带动张紧轮4升降，以对环形金刚石线锯15进行张紧。导向轮3在立板2的后侧设置有限位盘13，安装环形金刚石线锯15前需要对限位盘13进行紧固，避免导向轮3、张紧轮4高速转动时产生脱落。承载台5底部通过升降装置6安装在操作台1上，位于环形金刚石线锯15下方。

步骤二，利用夹具将待切割的氮化硅毛坯样块固定在承载台5上。

具体地，夹具可采用现有技术实现，可根据待切割的氮化硅毛坯样块的形状的不同选择合适的夹具，以实现将待切割的氮化硅毛坯样块固定在承载台5上。

步骤三，启动电机电机，驱动导向轮转动，带动环形金刚石线锯运动。

步骤四，控制升降装置将氮化硅毛坯样块抬升，以利用环形金刚石线锯对氮化硅毛坯样块进行切割。

具体地，立板2底部设置有位于操作台1上方的镂空部9，镂空部9两壁设置有滑轨10，立板2与滑轨10滑动连接，承载台5位于镂空部9内，升降装置带动承载台5沿着滑轨10在镂空部9内上升。

步骤五，在切割过程中采用冷却液进行冷却，冷却液包含以下重量份的组分：99.6重量份的水、0.05重量份的润湿剂、0.08重量份的乳化分散剂、0.03重量份的消泡剂和0.012重量份的金属抑制剂。

在本实施例中，润湿剂选自脂肪醇硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基丁二酸磺酸盐、辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种以上；乳化分散剂选自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、多元醇酯中的一种或两种以上；消泡剂选自有机硅氧烷和聚醚中的一种或两种以上；金属抑制剂选自三乙醇胺、亚硝酸钠、苯并三氮唑及亚磷酸二正丁酯中的一种或两种以上；润湿剂选自石油磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚和琥珀酸二异辛酯磺酸钠中的一种或两种以上；乳化分散剂选自聚乙二醇200、马来酸二乙基己酯中的一种或两种混合物。

由以上实施例可知，本发明提供的一种氮化硅线切割方法，对金刚石线切割装置上安装环形金刚石线锯并张紧，利用夹具将待切割的氮化硅毛坯样块固定在所述承载台上；启动电机电机，驱动导向轮转动，带动环形金刚石线锯运动；控制升降装置将氮化硅毛坯样块抬升，以利用环形金刚石线锯对所述氮化硅毛坯样块进行切割；解决了现有的氮化硅线切割工艺采用往复式金刚石线切割，切割速度和切割精度有待提升的问题，可实现高速切割，耗时少，节省大量的时间；切割精度高，并且环形金刚石线锯可选择多种线径，可根据客户的需求来选用不同的线径，满足了客户的不同要求。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。