Способ изготовления алмазного инструмента Советский патент 1993 года по МПК B24D5/12 

Ё

Изобретение относится к изготовлению струментов из алмаза, эльбора и других разивных материалов гальваническим методом и может быть использовано для лучения сверхтонких алмазосодержащих звий на корпусе из металлизированного электрика.

Способ изготовления прецизионного разивного инструмента, включающий фации изготовления корпуса из металли- рованного диэлектрика, осаждения слоя мпенсационного материала, последующего нанесения алмазоносного слоя, удале- я части корпуса по его периферии и авления лезвия инструмента, позволяет лучить инструмент с низкой трудоемко- ст ю изготовления корпуса, высокой точно- инструмента, обусловленной лезвием, вным толщине алмазоносного слоя, а так- уменьшенного веса, что значительно уве- чивает срок службы высокооборотных шпинделей установок дисковой резки,

На чертеже приведена пооперационная технология изготовления инструмента.

На поверхность корпуса 1 со слоем металлизации 2 (см. фиг. 1 а) наносят слой компенсационного материала 3 (см. фиг.1б) толщиной

S 70-hi h2,

где hi - толщина слоя металлизации, мкм;

h2 - толщина алмазоносного слоя, мкм.

Нанесение слоя компенсационного материала 3.обеспечивает упрочнение слоя металлизации 2, что позволяет после нанесения алмазоносного слоя 4 (см. фиг.1в) и удаления части корпуса 1 по его периферии (см. фиг. 1 г) вскрыть поверхность слоя металлизации, обращенную к диэлектрику, а затем после выполнения операции травления, получить лезвие инструмента толщиной, равной толщине алмазоносного слоя 4 (см. фиг,1д).

00

со

00

о

00

00

IGO

Пример. Для изготовления корпуса 1 инструмента (фиг. 1) использовался фолыи- рованный стеклотекстолит марки СФ-2-35, из которого изготавливали круг диаметром 56 мм. Посадочный диаметр - 19,05 мм. На поверхности, металлизированной медью (слой металлизации 2), выделяли участок поверхности, ограниченный наружным диаметром круга и внутренним диаметром 48 мм.

Исходя из требуемой толщины лезвия 4, равной 20 мкм, и толщины слоя металлизации 2 35 мкм в соответствии с минимальным экспериментально определенным суммарным размером слоев 2; 3 и 4 равным 70 мкм, определяли толщину слоя компенсационного материала 3, равную 15 мкм. В качестве компенсационного материала была выбрана медь. Медь указанной толщины наносили из электролита меднения состава, г/л

CuSCM 80-90

350-370

ЫНзМОз 20-25

рН8,5

Режим осаждения:

Температура 50±55°С

Катодная плотность тока 2,5

Время 15 мин

Далее осаждали алмазоносный слой 4 толщиной 20 мкм из электролита никелирования Уотса, состава, г/л:

NIS04 140±200

NICI230±40

НзВОз 25±40

рН4,2±4,5 алмазный порошок АСМ 7/5 40 г/л

Режим осаждения:

Температура 45±50°С

Катодная плотность

тока25 А/дм2

Время20 мин

После нанесения алмазоносного слоя механическим путем удаляли материал корпуса на глубину 400 мкм по радиусу. Экспериментально определенная минимальная толщина слоев 2,3,4 при механической обработке корпуса составляет 70 мкм. При толщине слоев 2, 3,4 меньше 70 мкм происходило механическое повреждение алмазоносного слоя вследствие его недостаточной прочности и жесткости.

Полученное лезвие инструмента обрабатывали в растворе травления состава, г/л:

С20з 300

H2S04 6

Режим травления:

Температура 20°С

Время3 ч

В течение указанного времени травления слой металлизации 2,компенсационной

слой 3, вскрывшиеся при механической обработке корпуса 1 полностью удалялись, обнажая алмазоносный слой.

Для изготовления корпуса инструмента использовался листовой полистирол марки УПС-1002-06 бесцвет, металлизированный слоем меди 2 толщиной 1 мкм в соответствии с известным процессом металлизации. Исходя из толщины лезвия 4, равной 20 мкм, и толщины слоя металлизации 2 - 1 мкм в соответствии с экспериментально определен- нымсуммарным размером слоев 2,3 и 4, равным 70 мкм, определяли толщину слоя компенсационного материала 3, равную 49 мкм. В качестве компенсационного материала была выбрана медь. Медь указанной толщины наносили из электролита меднения состава, г/л: CuS04 80-90 К4Р20 350-370 NH4N03 20-25 РН8,5 Режим осаждения: Температура . 50-55°С Катодная плотность тока 2,5 А/дм2 Время 50 мин. Изготовленный описанным выше способом инструмент использовался для резки на кристаллы пластин из полупроводнико- вого кремния. Глубина резки 250 мкм, подача 50 мм/с. Инструмент эксплуатировался на установке ЭМ-225 при скорости вращения 30000 об/мин. Ширина дефектной зоны 40 мкм.

Использование предлагаемого способа изготовления прецизионного абразивного инструмента на корпусе из металлизированного диэлектрика обеспечивает значительное увеличение точности инструмента при сохранении низкой трудоемкости его изготовления.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ изготовления алмазного инструмента, при котором на корпус из диэ- лектрического материала наносят металлический слой и закрепляют алмазоносный слой, отличающийся тем, что на корпусе дополнительно закрепляют металлический компенсационный слой, который распо- лагают между первым металлическим и алмазоносным слоями, после чего в радиаль ном направлении удаляю материал корпуса и двух металлических слоев на величину выступа- ния алмазоносного слоя, при этом толщину S компенсационного слоя выбирают из условия:

S 70-(hi + h2).

где hi - толщина первого металлического слоя, мкм;

h2 - толщина алмазоносного слоя, мкм.

а

в г г

В

г -з

1з

4

г

1.