專利名稱：一種薄型金剛石切割片的制造方法
技術領域：
本發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：
薄型金剛石切割片主要用于對各種鍺、硅、鈮酸鋰、鉭酸鋰等半導體材質以及各種光學玻璃、陶瓷、鐵氧體等硬脆材質的精密切割和開槽。專與各種進口或國產的劃片機、開槽機配套使用。
近年來在現代加工業特別是半導體制造業對切割片的要求越來越高，厚度最薄的要求在二十微米以下，國內現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，工藝復雜。

發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種工藝簡單、易于控制、成本較低的薄型金剛石切割片的制造方法。
本發明的目的可以通過以下技術方案來實現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，包括用一個金屬基板作陰極，一個電解鎳板作陽極，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極，陽極接直流電源的正極，當接通電源后，溶液中的磨料在懸浮狀態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合電鑄層，當電鑄層厚度達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格尺寸得到切割片產品；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，得到復合電鑄層；(4)復合電鑄層與陰極基板分離將電鑄有復合層的陰極基板輕輕彎成弧形，復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合電鑄層沖壓成型，得到所需規格的尺寸，對厚度在15～100μm的切割片，無須再加工，即得到切割片產品；對厚度在100微米至500微米的切割片，復合電鑄層經沖壓成規格尺寸后還需對其表面進行研磨，以保證切割片的厚度公差及平整度。
所述的復合電鑄層包括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，初級光亮劑0.2-2g/l，次級光亮劑0.2-2g/l，
潤滑劑0.05-1g/l；(2)電鑄工藝的參數電流密度為0.5-2A/dm2，PH值為2.5-5，溫度為35-55℃，金剛石密度為5-20g/l，控制電鑄時間可控制復合電鑄層的厚度。
所述的復合電鑄層包括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，初級光亮劑0.2-1.5g/l，次級光亮劑0.2-1.5g/l，潤滑劑0.05-1g/l，韌化劑0.3-1ml/l；(2)電鑄工藝的參數電流密度為0.5-2A/dm2，PH值為3.5-5，溫度為35-55℃，金剛石密度為5-20g/l，控制電鑄時間可控制復合電鑄層的厚度。
所述的復合電鑄層包括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，初級光亮劑0.2-2g/l，潤滑劑0.5-3g/l；(2)電鑄工藝的參數電流密度為2-6A/dm2，PH值為2.5-4.5，溫度為30-55℃，金剛石密度為5-20g/l，控制電鑄時間可控制復合電鑄層的厚度。
所述的復合電鑄層包括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，初級光亮劑0.2-1.5g/l，次級光亮劑0.2-1.5g/l，潤滑劑0.05-1g/l；(2)電鑄工藝的參數電流密度為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，控制電鑄時間可控制復合電鑄層的厚度。
所述的初級光亮劑選自萘三磺酸鈉、糖精、對甲基苯磺酸胺中的一種。
所述的次級光亮劑選自丙炔醇、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。
本發明用一步電鑄的方法制造薄型砂輪片，而且基體可以反復使用。
本發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)均勻混合的復合電鑄層制成的直徑在110毫米以內、厚度在15-500um范圍內的各種規格的薄型金剛石切割片。
本發明的制造原理用一個金屬基板作陰極，一個電解鎳板作陽極，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極，陽極接直流電源的正極(如圖1)，當接通電源后，溶液中的磨料在懸浮狀態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合電鑄層(如圖2)。當電鑄層厚度達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格尺寸(如圖3)。對厚度在100微米以上到500微米的經沖制后再進行表面研磨。
本發明制造方法具有工藝簡單、易于控制、制造成本低等特點。采用本發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、壽命長等特點。


圖1為本發明電鑄工藝原理圖；圖2為本發明復合電鍍層與陰極基板結合的示意圖；圖3為采用本發明方法制造的金剛石切割片的剖面圖。
具體實施例方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。
實施例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，包括一個電鑄槽1，在該電鑄槽中用一個金屬基板2作陰極，一個電解鎳板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，將陰極接直流電源6的負極，陽極接直流電源6的正極，當接通電源后，溶液中的磨料在懸浮狀態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合電鑄層7，如圖2，當電鑄層厚度達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格尺寸得到切割片產品，如圖3。
所述的復合電鑄層包括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格。
實施例2制造方法基本同實施例1。
其中，所述的復合電鑄層包括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，可得到25微米左右的含Ni-Co-Mn合金和金剛石的切割片。
實施例3制造方法基本同實施例1。
所述的復合電鑄層包括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如下(1)電鑄溶液的配方NiSO4.7H2O含量為150g/l，FeSO4.7H2O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。
實施例4制造方法基本同實施例1。
所述的復合電鑄層包括金屬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，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，包括用一個金屬基板作陰極，一個電解鎳板作陽極，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極，陽極接直流電源的正極，當接通電源后，溶液中的磨料在懸浮狀態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合電鑄層，當電鑄層厚度達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格尺寸得到切割片產品；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，得到復合電鑄層；(4)復合電鑄層與陰極基板分離將電鑄有復合層的陰極基板輕輕彎成弧形，復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合電鑄層沖壓成型，得到所需規格的尺寸，對厚度在15～100μm的切割片，無須再加工，即得到切割片產品；對厚度在100微米至500微米的切割片，復合電鑄層經沖壓成規格尺寸后還需對其表面進行研磨，以保證切割片的厚度公差及平整度。
2.根據權利要求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，初級光亮劑0.2-2g/l，次級光亮劑0.2-2g/l，潤滑劑0.05-1g/l；(2)電鑄工藝的參數電流密度為0.5-2A/dm2，PH值為2.5-5，溫度為35-55℃，金剛石密度為5-20g/l，控制電鑄時間可控制復合電鑄層的厚度。
3.根據權利要求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，初級光亮劑0.2-1.5g/l，次級光亮劑0.2-1.5g/l，潤滑劑0.05-1g/l，韌化劑0.3-1ml/l；(2)電鑄工藝的參數電流密度為0.5-2A/dm2，PH值為3.5-5，溫度為35-55℃，金剛石密度為5-20g/l，控制電鑄時間可控制復合電鑄層的厚度。
4.根據權利要求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，初級光亮劑0.2-2g/l，潤滑劑0.5-3g/l；(2)電鑄工藝的參數電流密度為2-6A/dm2，PH值為2.5-4.5，溫度為30-55℃，金剛石密度為5-20g/l，控制電鑄時間可控制復合電鑄層的厚度。
5.根據權利要求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，初級光亮劑0.2-1.5g/l，次級光亮劑0.2-1.5g/l，潤滑劑0.05-1g/l；(2)電鑄工藝的參數電流密度為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，控制電鑄時間可控制復合電鑄層的厚度。
6.根據權利要求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，所述的初級光亮劑選自萘三磺酸鈉、糖精、對甲基苯磺酸胺中的一種。
7.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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，包括用一個金屬基板作陰極，一個電解鎳板作陽極，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極，陽極接直流電源的正極，當接通電源后，溶液中的磨料在懸浮狀態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合電鑄層，當電鑄層厚度達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格尺寸得到切割片產品。與現有技術相比，本發明具有工藝簡單、易于控制、成本較低等特點。
文檔編號C25D15/00GK1609284SQ20031010816
公開日2005年4月27日 申請日期2003年10月24日 優先權日2003年10月24日
發明者周麟華, 許建紅, 陳齊紅 申請人:上海核工業第八研究所