[发明专利]一种采用微弧氧化工艺的特种金属划片刀及其制造方法

说明书

本发明公开了一种采用微弧氧化工艺的特种金属划片刀及其制造方法，该特种金属划片刀包括韧性陶瓷骨架、铝合金复合材料、致密微弧氧化膜层三个部分；其中韧性陶瓷骨架具体为由氮化硅陶瓷体复合碳化硅晶须的韧化疏孔陶瓷骨架；铝合金复合材料具体为7A75铝合金粉末混合碳粉、聚乙烯醇后二次烧结而成；所述铝合金复合材料包裹着韧性陶瓷骨架，致密微弧氧化层固定生长在铝合金复合材料表面。本发明表面硬度高、心部韧性好、抗裂、耐高温、散热性能好、切削性能好、使用寿命长。

技术领域

本发明涉及特种材料领域，尤其涉及一种采用微弧氧化工艺的特种金属划片刀及其制造方法。

背景技术

硅圆片切片工艺过程中多应用内圆切割技术，该技术于二十世纪七十年代末发展成熟。随着硅圆片直径的增大，内圆切割工艺中所需内圆刀片尺寸增大，刀片张紧力也相应增大。同时刀片刃口的加厚增加了切割损耗，高速切割使硅片表面的损伤层及刀具损耗加大。这些缺点使内圆切割技术在大片径化方向中提高效率，降低生产成本受到制约。加之当时内圆刀具制作上的困难，基于这种情况，国际上又发展了一种多线切割（后简称线切割）技术工艺方法。众所周知，随着硅圆片直径的增大，内圆切割技术的缺点使硅片表面的损伤层加大（约为30～40微米）。线切割技术优点是效率高（大约为内圆切割技术的6-8倍。在8小时左右切割过程中一次可切出400圆片左右）。切口小，硅棒切口损耗小（约为内圆切割技术的60%，这相当于内圆切片机切割6片圆片而节约出1块圆片），切割的硅片表面损伤层较浅（约为10～15微米），片子质量人为因素少。但线切割技术同内圆切割技术相比有其明显的弱点，一是片厚平均误差较大（约为内圆切割技术2倍）。二是切割过程中智能检测控制不易实现。三是切割过程的成功率要求较高，风险大，一但断丝而不可挽救时，直接浪费一根单晶棒。四是不能实现单片质量控制，一次切割完成后，才能检测一批圆片的切割质量，并且圆片之间切割质量也不相同。在这些方面，内圆切割技术却显示出其优越性来。具体表现在：（1）切片精度高。（2）切片成本低，同规格级的内圆切片机价格为线切割机价格1/3-1/4，线切割机还需配置专用粘料机。（3）每片都可调整。（4）小批量多规格加工时灵活的加工可调性（5）自动、单片方式切换操作方便性。（6）低成本的辅料（线切割机磨料及磨料液要定时更换）。（7）不同片厚所需较小的调整时间。（8）不同棒径所需较小的调整时间。（9）修刀、装刀方便。因此作为成熟工艺技术的内圆切割技术在大直径化发展方向上并没有失掉其有利的地位，并随着IC器件大片径化发展同时其技术不断创新。

根据实践经验，我们认为：生产规模较小的生产单位或多品种硅圆片生产并具有较大规模的生产单位，在设备选型上，应首先考虑选用内圆切片机。

现有技术中的切片刀由于其尺寸和结合力、强度和呈现矛盾状态，目前市场上仍没有一种表面硬度高、心部韧性好、抗裂、耐高温、散热性能好、切削性能好、使用寿命长的切割半导体的切片刀。

因此市场上急需一种表面硬度高、心部韧性好、抗裂、耐高温、散热性能好、切削性能好、使用寿命长的消防用特种金属划片刀。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种表面硬度高、心部韧性好、抗裂、耐高温、散热性能好、切削性能好、使用寿命长的消防用特种金属划片刀。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种采用微弧氧化工艺的特种金属划片刀，该特种金属划片刀包括韧性陶瓷骨架、铝合金复合材料、致密微弧氧化膜层三个部分；其中韧性陶瓷骨架具体为由氮化硅陶瓷体复合碳化硅晶须的韧化疏孔陶瓷骨架；铝合金复合材料具体为7A75铝合金粉末混合碳粉、聚乙烯醇后二次烧结而成；所述铝合金复合材料包裹着韧性陶瓷骨架，致密微弧氧化层固定生长在铝合金复合材料表面；

该特种金属划片刀的制造方法包括以下步骤：

1）韧性陶瓷骨架的制造