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切削玻璃材料的常用加工方法及其注意事项

关键词 玻璃 , 碳化硅 , 金刚石 , 砂轮 , 研磨 , 抛光 , 刚玉 , 碳化硼|2016-08-03 11:20:46|来源 对钩网
摘要 玻璃的成分中含有锗、硅等半导体材料。优于它具有比钢铁更高的硬度,而脆性又很大,因此属于一种不容易加工的材料。对玻璃常见的切削加工种类包括切割、研磨、抛光、钻孔和外圆加工等工序。下面...
       玻璃的成分中含有锗、硅等半导体材料。优于它具有比钢铁更高的硬度,而脆性又很大,因此属于一种不容易加工的材料。对玻璃常见的切削加工种类包括切割、研磨抛光、钻孔和外圆加工等工序。下面我们就来介绍一下,各个工序需要注意的事项。
       玻璃的切割
       切割厚度在3毫米以下的玻璃板,最简单有效的方法就是:用金刚石玻璃刀或者是其他坚硬物质在玻璃表面手工刻划,利用刻痕处应力集中的特性,用手即可掰断。这也是最常用的手工切割玻璃的方式。
       玻璃的机械切割一般是采用薄铁板或不锈钢薄片制成的圆锯片,并且在切削过程中加入了磨料和水。常用的磨料为粒度在400号左右的碳化硅或金刚石。在切割圆形半导体晶片的时候,由于晶片厚度极小,只有0.4毫米,因此需要极高的切割精度。这时候就需要采用环形圆锯片,利用锯片内圆周对棒状锭料进行切割,切缝宽度约为0.1到0.2毫米。另外,圆形晶片也可以采用超声波切割。而方形晶片一般是先用薄片砂轮直接划出划痕,然后摺断。
       玻璃的研磨和抛光
       对于玻璃材料的研磨和抛光工作原理与金属材料相差不大。研磨压强通常在1000到3000帕斯卡,研磨用的磨料粒度为5到20号的石英砂、刚玉、碳化硅或碳化硼,水与磨料的比例大概为1:2。
       经过研磨的玻璃表面会形成半透明的细毛面,并存在4到5微米深的凹凸层,想要得到光泽表面必须要经过抛光处理。抛光盘通常采用毛毡、呢绒或塑料作为材料,并使用直径在5微米以下,粒度在5号以下的氧化铁、氧化铈和氧化锆等微粉作为磨料。研磨时需要加等量的水,并制成悬浮液作为抛光剂,5到20摄氏度是最理想的工作环境温度。
       抛光需要去除的厚度约在20微米左右,约占研磨去除量的10%。但是,由于抛光工序的精密性,其所耗费的工时却要比研磨长得多。
       玻璃的钻孔
       在玻璃上钻孔时,随着孔径和形状的差异,所采用的方法也是不同的。当孔径在5毫米以下时,常采用的是冲击钻孔法。一方面用硬质合金圆凿以每分钟2000转的速度钻削,与此同时,通过电磁振荡器使圆凿在玻璃表面施加6000赫兹的振动冲击。这种方法双管齐下,拥有很高的加工效率,要钻出一个2毫米孔径、5毫米孔深5的小孔,一般只需要10秒左右就可以完成。
       如果要钻削的是孔径在5毫米以上的中控或大孔时,通常采用端部开槽的铜管或钢管作为钻头,以每分钟30米的切削速度进行钻削,与此同时,还要在工作部位注入碳化硅或金刚石磨料以及润滑油。钻削时,玻璃要放置在毛毡或橡胶垫上,并保证垫平,以防压碎。而对于对方孔和异形孔,通常采用频率在18000到24000赫兹的超声波加工。
       玻璃的外圆加工
       玻璃的外圆加工通常采用磨削方式,砂轮材料为碳化硅。或者还可采用车削方式加工,车削转速在每分钟2000转左右,车刀材料为金刚石或硬质合金。采用硬质合金车刀时,前角角度应该为负数。
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