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切削玻璃材料的常用加工方法及其注意事項

關鍵詞 玻璃 , 碳化硅 , 金剛石 , 砂輪 , 研磨 , 拋光 , 剛玉 , 碳化硼|2016-08-03 11:20:46|來源 對鉤網
摘要 玻璃的成分中含有鍺、硅等半導體材料。優于它具有比鋼鐵更高的硬度,而脆性又很大,因此屬于一種不容易加工的材料。對玻璃常見的切削加工種類包括切割、研磨、拋光、鉆孔和外圓加工等工序。下面...
       玻璃的成分中含有鍺、硅等半導體材料。優于它具有比鋼鐵更高的硬度,而脆性又很大,因此屬于一種不容易加工的材料。對玻璃常見的切削加工種類包括切割、研磨拋光、鉆孔和外圓加工等工序。下面我們就來介紹一下,各個工序需要注意的事項。
       玻璃的切割
       切割厚度在3毫米以下的玻璃板,最簡單有效的方法就是:用金剛石玻璃刀或者是其他堅硬物質在玻璃表面手工刻劃,利用刻痕處應力集中的特性,用手即可掰斷。這也是最常用的手工切割玻璃的方式。
       玻璃的機械切割一般是采用薄鐵板或不銹鋼薄片制成的圓鋸片,并且在切削過程中加入了磨料和水。常用的磨料為粒度在400號左右的碳化硅或金剛石。在切割圓形半導體晶片的時候,由于晶片厚度極小,只有0.4毫米,因此需要極高的切割精度。這時候就需要采用環形圓鋸片,利用鋸片內圓周對棒狀錠料進行切割,切縫寬度約為0.1到0.2毫米。另外,圓形晶片也可以采用超聲波切割。而方形晶片一般是先用薄片砂輪直接劃出劃痕,然后摺斷。
       玻璃的研磨和拋光
       對于玻璃材料的研磨和拋光工作原理與金屬材料相差不大。研磨壓強通常在1000到3000帕斯卡,研磨用的磨料粒度為5到20號的石英砂、剛玉、碳化硅或碳化硼,水與磨料的比例大概為1:2。
       經過研磨的玻璃表面會形成半透明的細毛面,并存在4到5微米深的凹凸層,想要得到光澤表面必須要經過拋光處理。拋光盤通常采用毛氈、呢絨或塑料作為材料,并使用直徑在5微米以下,粒度在5號以下的氧化鐵、氧化鈰和氧化鋯等微粉作為磨料。研磨時需要加等量的水,并制成懸浮液作為拋光劑,5到20攝氏度是最理想的工作環境溫度。
       拋光需要去除的厚度約在20微米左右,約占研磨去除量的10%。但是,由于拋光工序的精密性,其所耗費的工時卻要比研磨長得多。
       玻璃的鉆孔
       在玻璃上鉆孔時,隨著孔徑和形狀的差異,所采用的方法也是不同的。當孔徑在5毫米以下時,常采用的是沖擊鉆孔法。一方面用硬質合金圓鑿以每分鐘2000轉的速度鉆削,與此同時,通過電磁振蕩器使圓鑿在玻璃表面施加6000赫茲的振動沖擊。這種方法雙管齊下,擁有很高的加工效率,要鉆出一個2毫米孔徑、5毫米孔深5的小孔,一般只需要10秒左右就可以完成。
       如果要鉆削的是孔徑在5毫米以上的中控或大孔時,通常采用端部開槽的銅管或鋼管作為鉆頭,以每分鐘30米的切削速度進行鉆削,與此同時,還要在工作部位注入碳化硅或金剛石磨料以及潤滑油。鉆削時,玻璃要放置在毛氈或橡膠墊上,并保證墊平,以防壓碎。而對于對方孔和異形孔,通常采用頻率在18000到24000赫茲的超聲波加工。
       玻璃的外圓加工
       玻璃的外圓加工通常采用磨削方式,砂輪材料為碳化硅。或者還可采用車削方式加工,車削轉速在每分鐘2000轉左右,車刀材料為金剛石或硬質合金。采用硬質合金車刀時,前角角度應該為負數。
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