Способ изготовления алмазного инструмента

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (5I)5 В 24 О 5/12

Г

В (Г

ПАТЕНТУ (2 (2 (4 (7 (5 кл (5

Г (5 и а м и а

S >70- h1+hz, СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ДОМСТВО СССР

СПАТЕНТ СССР) ) 5025539/08

) 04,02.92

) 30,08.93. Бюл. М 32

) Е.И.Ковенский

) Патент Великобритании М 1330692, В 3 D 1967.

Авторское свидетельство СССР

697306, кл. В 26 D 9/00, 1978.

) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНОИНСТРУМЕНТА

) Изобретение относится к изготовлению струментов из алмаза, эльбора и других разивных материалов гальваническим тодом и может быть использовано для

Изобретение относится к изготовлению струментов иэ алмаза, эльбора и других разивных материалов гальваническим тодом и может быть использовано для лучения сверхтонких алмазосодержащих вий на корпусе из металлизированного лектрика.

Способ изготовления прецизионного азивного инструмента, включающий рации изготовления корпуса из металлиованного диэлектрика, осаждения слоя пенсационного материала, последуюо нанесения алмазоносного слоя, удалечасти корпуса по его периферии и вления лезвия инструмента, позволяет учить инструмент с низкой трудоемкою изготовления корпуса, высокой точною инструмента, обусловленной лезвием, ным толщине алмазоносного слоя, а такуменьшенного веса, что значительно увеивает срок службы высокооборотных инделей установок дисковой резки, получения сверхтонких алмазосодержащих лезвий на корпусе из металлизированного диэлектрика. Суть способа, включающего операции изготовления корпуса из металлизированного диэлектрика, нанесения алмазоносного слоя, удаления части корпуса по его периферии и травления лезвия инструмента, заключается в том, что перед операцией нанесения алмазоносного слоя на металлизированную поверхность корпуса осаждают слой компенсационного материала толщиной S > 70 - (h> + hz), где h1— толщина слоя металлизации, мкм; h2 — толщина алмазоносного слоя, мкм. 1 ил.

На чертеже приведена пооперационная технология изготовления инструмента.

На поверхность корпуса 1 со слоем металлизации 2 (см. фиг,1а) наносят слой компенсационного материала 3 (см. фиг,1б) толщиной 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.1г) 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), 1838088

Пример. Для изготовления корпуса 1 инструмента (фиг.t) использовался фольгированный стеклотекстолит марки СФ-2-35, из которого изготавливали круг диаметром

56 мм. Посадочный диаметр — 19,05 мм, ka поверхности, металлиэированной 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. 8 качестве компенсационного материала была выбрана медь. Медь указанной толщины наносили из электролита меднения состава, г/л

CuSO4 80 — 90

К4Р207 350-370

ИНЗИОз 20 — 25 рН 85

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:

Nl S04 140 200

Ni Clz 30 40

НзВОз 25+40 рН 4,2+4,5 алмазный порошок АСМ 7/5 40 г/л

Режим осаждения:

Температура 45+50 С

Катодная плотность тока 25 А/дм

Время 20 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 алмаэоносного слоя вследствие его недостаточной прочности и жесткости.

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

С20з 300

k2S04 6

Режим травления.

Температура 20 С

Время Зч

В течение указанного времени травления слой металлизации 2, компенсационной

55 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 определенным суммарным 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, r/ë:

CuS04 80 — 90

К4Р207 350-370

МН4ИОз 20 — 25

PH 85

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 полупроводникового 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.

Формула изобретения

Способ изготовления алмазного инструмента, при котором на корпус издиэлектричес кого материала наносят металлический слой и закрепляюталмазоносный слой, отличающийся тем, что на корпусе дополнительно закрепляют металлический компенсационный слой, который располагают между первым металлическим и алмазоносным слоями, после чего в радиальном направлении удаляют материал корпуса и двух металлических слоев на величину выступания алмазоносного слоя, при этом толщину S компенсационного слоя выбирают из условия:

S >70-(h1+ h2) где h1 — толщина первого металлического слоя, мкм;

hg — толщина алмазоносного слоя, мкм.

1838088

Составитель Е.Ковенский

Редактор Л. Народная Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Кравцова

Заказ 2889 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101