[发明专利]一种加工碳化硅刀片的方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳化硅的加工方法，具体是一种利用超声波加工碳化硅刀片的方法。 

背景技术

碳化硅（SiC）俗称金刚砂，为硅与碳相键结而成的陶瓷状化合物，碳化硅在大自然以莫桑石这种稀罕的矿物的形式存在。碳化硅化学性能稳定，导热系数高，热膨胀系数小，耐磨性能好，硬度很大,莫氏硬度为9.5级，仅次于世界上最硬的金刚石（10级），具有优良的导热性能，是一种半导体，高温时能抗氧化。 

碳化硅硬度很高，不易于用CNC机床加工，目前，通常采用手工磨削的方法加工碳化硅。 

最新一代ULTRASONIC HSK超声发生系统通过HSK A63接口将先进材料（例如玻璃陶瓷薄壁轻质结构﹑脆性材料、硬质合金制成的雕印工具）的ULTRASONIC硬加工与传统的5轴铣削融合。 

当超声波功能启用时，主轴头上的超声波发生器发出特有的频率，通过电磁感应线圈传输到超声波刀柄上，触发刀柄内的压电陶瓷，由此便可在刀具旋转的同时轴向叠加ULTRASONIC超声波振动，此功能可减少加工力来达到出色的表面光洁度Ra＜0.2μm，最小化材料微裂 纹，延长刀具寿命；与传统铣磨相比，切削率高达数倍，通过金刚石颗粒的微碎片达到自锐效果；在加工区优化颗粒的冲洗。 

目前ULTRASONIC HSK超声发生系统的应用领域： 

1.机械制造：可以加工各种金属材料和复杂工件结构，例如：GGG60材质的托盘托架、钢制刀塔。 

2.光学行业：可以精密加工各种光学玻璃和硬脆材料，例如：K9玻璃、融石英玻璃、微晶玻璃。 

3.模具制造：用工具钢制成的轮胎模具、用工具钢制成的发动机舱盖模具。 

4.航空工业：氧化硅制成的航空监控摄像机壳体。 

5.医疗行业：陶瓷假牙、钛合金膝关节。 

6.电子通信：智能手机外壳。 

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种加工碳化硅刀片的方法，利用ULTRASONIC HSK超声发生系统实现碳化硅的加工，具有能实现加工精度高（达到μ级的公差范围），相对于传统手磨方法，效率高效的特点。 

本发明的技术解决方案如下： 

一种加工碳化硅刀片的方法，其特点在于，采用超声发生系统与铣削相结合的方式。 

所述的加工碳化硅刀片的方法，具体包括如下步骤： 

①来料检验：测量待加工碳化硅刀片的长度、宽度和高度。 

②夹具的准备： 

选择比待加工碳化硅刀片的尺寸大50mm的铝块，该铝块的两端设有沉头孔； 

选择比待加工碳化硅刀片的尺寸大5mm的K9玻璃。 

③刀具准备：根据待加工碳化硅刀片的尺寸选择相应的金刚石磨头和金刚石钻头； 

④铣削平面： 

首先，将待加工碳化硅刀片的一面与铝块粘接形成组合体，铣削该待加工碳化硅刀片的另一面至加工要求的厚度； 

接着，将组合体放置加热炉上，加热至60～80摄氏度，关闭加热炉，轻轻移动碳化硅，使碳化硅刀片与铝块分离； 

然后，将待加工碳化硅刀片的已加工面与玻璃粘接后，再把玻璃与铝块粘接，形成复合组合体，铣削该待加工碳化硅刀片未加工面至要求的厚度； 

⑤铣削外形； 

⑥清角； 

⑦铣削刀刃； 

⑧钻孔； 

⑨脱接：将复合组合体放置加热炉上，加热至60～80摄氏度，关闭加热炉，轻轻移动碳化硅，使碳化硅刀片与玻璃分离。 

所述的步骤④中复合组合体的粘接具体步骤如下： 

第一步.玻璃和碳化硅相粘接 

因为玻璃不能直接放置在加热炉上加热，故将玻璃放置在铝块上，加热铝块，通过铝块的温度传导到玻璃上，待玻璃上的温度达到60摄氏度，关闭加热炉，在玻璃的上表面均匀涂抹黄蜡，把待加工碳化硅刀片放在涂抹有黄蜡的玻璃表面，来回推挤以排出气泡，使其达到最佳粘接效果，然后将玻璃和碳化硅放置阴凉处，以重物压之，直至冷却至常温。 

第二步.玻璃和碳化硅的组合体与铝块相粘接 

将铝块放置在加热炉上，加热铝块至70摄氏度，关闭加热炉，在铝块的表面均匀涂抹黄蜡，将玻璃和碳化硅的组合体以玻璃下表面与涂有黄蜡的铝块表面相粘接，来回推挤以排出气泡，使其达到最佳粘接效果，然后将其放置阴凉处，以重物压之，直至冷却至常温。 

所述的步骤⑨中复合组合体的脱接具体步骤如下：