Dụng cụ phủ kim cương CVD dùng cho vật liệu mài mòn phi kim loại: Gốm xanh, SiC & Thạch anh
Các tài liệu được đề cập
Gốm alumina xanh, nhôm nitrua, phôi silicon carbide (SiC) xanh, thủy tinh thạch anh nung chảy, thanh than chì mật độ cao, phôi đá composite
1. Những khó khăn thường gặp trong gia công cơ khí
Tất cả các vật liệu phi kim loại dễ vỡ này đều chứa các hạt bột mài mòn cứng liên tục làm mài mòn các cạnh cắt:
- Các phôi gốm & SiC màu xanh lá cây được lấp đầy bằng bột khoáng cứng sẽ làm cùn các cạnh cacbua trong vòng vài chục phút;
- Chất độn sợi thủy tinh bên trong các tấm PCB làm mòn nhanh các mũi khoan siêu nhỏ trong quá trình gia công lỗ siêu nhỏ, dẫn đến mất dung sai đường kính lỗ;
- Thạch anh và SiC rất giòn; lưỡi cắt cùn gây ra hiện tượng sứt mẻ và nứt vỡ phôi với tỷ lệ phế phẩm cao;
- Việc thay đổi dụng cụ thường xuyên làm giảm hiệu quả của các dây chuyền sản xuất hàng loạt tự động.
2. Ưu điểm toàn diện của lớp phủ kim cương CVD
- Khả năng chống mài mòn cực cao đối với vật liệu dạng bột, tuổi thọ dụng cụ được kéo dài gấp 10-25 lần, chi phí mua dụng cụ cắt và thời gian ngừng hoạt động giảm đáng kể;
- Các cạnh sắc bén của màng kim cương giúp giảm thiểu hiện tượng sứt mẻ và nứt vỡ các chi tiết gia công dễ vỡ, cải thiện năng suất sản phẩm hoàn thiện;
- Khả năng dẫn nhiệt vượt trội giúp tránh hiện tượng nứt vỡ phôi gốm và cacbon hóa nhựa PCB do quá nhiệt cục bộ;
- Cung cấp các dụng cụ định hình, đường kính siêu nhỏ, dạng mở rộng và dạng đặc biệt theo yêu cầu riêng cho việc gia công lỗ siêu nhỏ và khoang chính xác trong chất bán dẫn.
3. Lựa chọn công cụ dựa trên vật liệu
- Gốm alumina/AlN xanh: Dao phay và mũi khoan phủ kim cương CVD dày micron;
- Phôi silicon carbide SiC màu xanh lá cây: Lớp phủ kim cương siêu dày, chống mài mòn, chịu được mài mòn bột nặng;
- Thạch anh nung chảy & thanh than chì đặc: Dao cắt phủ kim cương nano cho mặt cắt mịn, không có gờ.
4. Các thông số gia công cơ bản được khuyến nghị
Tốc độ cắt Vc: 200~600 m/phút; Lượng tiến dao trên mỗi răng fz: 0,04~0,2 mm/z; Ưu tiên cắt khô, làm mát tối thiểu để kiểm soát bụi.
5. Các ngành công nghiệp ứng dụng hạ nguồn
Các linh kiện gốm dùng trong bao bì bán dẫn, phôi thiết bị điện SiC năng lượng mới, mạch in PCB chính xác, linh kiện thạch anh quang học, phần tử gia nhiệt bằng than chì.
6. Hạn chế ứng dụng
Chỉ thích hợp cho phôi gốm chưa nung. Gốm cứng đã nung hoàn toàn và SiC đã nung yêu cầu dụng cụ PCD hàn thay vì lớp phủ kim cương CVD mỏng.
