硬脆材料切割方式的技术特征、分类

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来源：中为咨询www.zwzyzx.com 【日期：2016-01-21 16:43:37】【打印】【关闭】

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随着新能源和电子技术的飞速发展，硅晶体、蓝宝石等硬脆材料的应用日益广泛。硬脆材料的切片逐渐向大尺寸、薄片化、高精度的方向发展，这就给这些材料的加工制造技术带来了新的挑战。

传统的切割方式包括钢片切割、带锯切割和内外圆片锯切割等，这些方式都存在切割损失大、表面精度差、表面损伤多等缺陷。上世纪90年代开始，出现了线锯切割方式，即通过钢线附带磨料的方式进行切割，线锯切割从最开始的单线线锯切割发展到现在的多线线锯切割。多线切割又主要分为游离磨料线锯切割和固结磨料线锯切割。游离式切割是钢线携带掺有SiC等磨料的切磨液对被加工件进行切割。固结式切割即把磨料（主要是金刚石）固结到钢线上制成金刚石线进行切割，按照金刚石线制作工艺不同，可分为树脂金刚石线和电镀金刚石线。产品主要为电镀金刚石线，即通过金属的电沉积作用把金刚石磨料镀覆在钢线表面而制成的一种线性切割工具。切割方式、切割用线分类如下图所示：

（1）按切割方式比较

①游离式切割又名砂浆钢线切割，即：在钢线来回摩擦切削材料的同时，在钢线上附着液体磨料（砂浆）如碳化硅（SiC）等，通过钢线、液体磨料和待切割材料三者间的相互摩擦作用进行切割。

②固结式切割主要是用金刚石线切割，采用特殊技术手段将坚硬的金刚石牢牢地均匀固定在钢线上，再用制作完成的金刚石线对材料进行切割。

③两种切割方式对比：

砂浆钢线切割和金刚石线切割如下图：

在晶体硅材料切割加工过程中，砂浆钢线切割是将碳化硅磨料加入到金属线和加工件之间产生切削作用，即边切割边向金属线送带有碳化硅磨料的浆液，存在切割效率低、锯口损耗大、表面粗糙度和面型精度难以控制、砂浆污染环境和回收困难等缺点。金刚石线切割相比钢丝技术，关键优势在于其切割速度可以快2-3倍，提升了机器生产率超过1.5倍；不使用昂贵且难以处理的砂浆；单片耗材远远降低，金刚石线切割为先进的硬脆材料切割加工替代技术。

金刚石线切割相比砂浆钢线切割，切割效率更高，主要指标对比见下表：