[发明专利]一种用于硅材料磨削的金刚石树脂砂轮

说明书

本发明公开了一种用于硅材料磨削的金刚石树脂砂轮，属于金刚石磨具技术领域。该砂轮，以质量份数计，包括金刚石10~60份，树脂粉5~35份，硅烷偶联剂0.5~3份，填料10~35份。该金刚石树脂砂轮由上述物料加热加压固化制备而成。本发明通过优化助磨剂、润滑剂以及各组份的含量配比，显著的提高了砂轮的使用寿命以及磨削效率，降低了磨削的工件表面粗糙度，在硅材料磨削方面取得广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于金刚石磨具技术领域，尤其涉及一种用于硅材料磨削的金刚石树脂砂轮。

背景技术

硅(Silicon)：熔点1410℃，沸点2355℃，溶于氢氟酸和硝酸的混合酸中，不溶于水、硝酸和盐酸，硬度介于锗和石英之间，室温下质脆，切割时易碎裂。加热至800℃以上即有延展性，1300℃时显出明显变形。常温下不活泼，高温下与氧、氮、硫等反应，高温熔融状态下，具有较大的化学活泼性，能与几乎任何材料作用。具有半导体性质，是极为重要的优良半导体材料，但微量的杂质即可大大影响其导电性。电子工业中广泛用于制造半导体收音机、录音机、电冰箱、彩电、录像机、电子计算机等的基础材料，通过在单晶硅中掺入不同元素，还可以制备出N型和P型硅半导体材料，将两者结合就可做成太阳能电池，目前在光伏产业已经取得广泛应用。

硅材料(包括单晶硅和多晶硅)从原料到最终制成太阳能硅片，需要经过拉晶、切方、磨面以及最终的切片等工艺流程。其中，开方后的硅料，在进行磨面时需要使用到金刚石砂轮，这是因为硅材料具有较高的硬度(莫氏硬度约为7)，普通砂轮难以满足其磨削需求，此外磨面过程还包括粗磨和精磨两道工序，其中粗磨工序普遍使用的是金属基金刚石砂轮，精磨工序因其对硅料表面光洁度的要求高，目前主要使用树脂基金刚石砂轮。当前市面上生产的树脂基金刚石砂轮在使用寿命、磨削效率以及工件表面粗糙度上存在着各种各样的问题，严重制约着硅料磨削的效率和质量的提升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于硅材料磨削的金刚石树脂砂轮，本发明提供的用于磨削硅材料的金刚石树脂砂轮添加了酚醛树脂以及硅烷偶联剂，同时通过优化助磨剂、润滑剂以及各组份的含量配比，显著的提高了砂轮的使用寿命以及磨削效率，降低了磨削的工件表面粗糙度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于硅材料磨削的金刚石树脂砂轮，以质量份数计，包括金刚石10～60份，树脂粉5～35份，硅烷偶联剂0.5～3份，填料10～35份。该金刚石树脂砂轮由上述物料加热加压固化制备而成。

进一步，所述金刚石粒度为320～1500目，金刚石作为金刚石树脂砂轮的磨料组分。

进一步，所述金刚石为团粒结构金刚石，即自锐性金刚石，简称CSD(CrumbStructure Diamond)。自锐性金刚石作为超硬磨具尤其是超硬树脂基磨具的磨料是由其自身不仅保持了金刚石的一切物理化学性质，同时又可以在砂轮磨削刃钝化的情况下进行自锐，这在很大程度上避免了修刀，既保证了砂轮的锋利性又保证了砂轮的使用寿命。

进一步，所述树脂粉为酚醛树脂。酚醛树脂具有高温下刚性保持率高，耐蠕变等特性，本发明采用酚醛树脂作为金刚石树脂砂轮的结合剂，其主要作用为粘合物料中的各组分。更进一步，所述酚醛树脂粒度小于等于150目。更进一步，所述酚醛树脂为0309SP型号的酚醛树脂。

进一步，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550。硅烷偶联剂KH550可以与磨料以及黏合剂同时发生化学作用或物理作用，从而使被粘物和黏合剂能很好地偶联起来，获得了良好的黏结，改善了多方面的性能，并有效地抵抗了水的侵蚀，进而提高了砂轮材料的表面稳定性，增强酚醛树脂对各组分的粘结能力，延长砂轮的使用寿命。

进一步，所述填料主要为金属氧化物。更进一步，所述金属氧化物为氧化镁、氧化锆、氧化钴、氧化铁、氧化锌、氧化钙、三氧化二铬、氧化铈中的一种或多种。更进一步，所述填料粒度为200～1200目。