一种金刚石取向控制装置、树脂金刚石线锯制备系统和树脂金刚石线锯的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金刚石线锯领域，尤其涉及一种金刚石取向控制装置、树脂金刚石线 锯制备系统和树脂金刚石线锯的制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着硬脆材料应用的日益广泛，对其加工要求也越来越高，特别是对单晶硅、宝石 等贵重硬脆材料的精密切割加工要求越来越高。然而，我国的硬脆材料高效精密切割加工 还处在发展阶段，加工效率较低，材料浪费严重。目前，在硅晶体等硬脆材料的切割中主要 采用游离磨料线锯切割技术，即边切割边向钢丝送带有磨料的浆液（金刚石或碳化硅浆 液）。但是游离磨料线锯切割技术具有明显的缺点：切割效率低，锯口损耗大，表面粗糙度和 面型精度难以控制，浆液回收困难，工作环境恶劣等等。
[0003] 为解决上述问题，固结磨料线锯的研究越来越受到国内外研究者的关注，固结磨 粒线锯的制造技术主要有电镀法和树脂结合剂法，其中由树脂结合剂法所制备的树脂线锯 因环境友好、成本低廉和生产效率高等优点而备受关注。所谓树脂结合剂法，是指将磨料与 树脂结合剂混合后涂覆在胚线上，然后固结成型得到固结磨料线锯。采用树脂结合剂法制 得的固结磨料线锯又称为树脂结合剂线锯，目前应用最为广泛的树脂结合剂线锯是以金刚 石作为磨料的树脂结合剂线锯，又称为树脂金刚石线锯。
[0004] 树脂金刚石线锯的切割效率主要受金刚石的锋利度影响，然而目前树脂金刚石线 锯表面金刚石的锋利度并不非常理想，导致现有树脂金刚石线锯的切割效率普遍较差。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种金刚石取向控制装置、树脂金刚石线锯制 备系统和树脂金刚石线锯的制备方法，采用本发明提供的方法制得的树脂金刚石线锯具有 较高的切割效率。
[0006] 本发明提供了一种树脂金刚石线锯的制备方法，包括以下步骤：
[0007] a)、金属胚线表面涂覆金刚石浆料，得到涂覆有金刚石浆料的金属胚线;所述金刚 石浆料包括金刚石和树脂粘合剂；
[0008] b)、以所述涂覆有金刚石浆料的金属胚线为地极，在所述涂覆有金刚石浆料的金 属胚线周围施加高压静电场使金刚石进行取向排列，得到待固化金刚石线锯；
[0009] c)、将所述待固化金刚石线锯进行固化处理，得到树脂金刚石线锯。
[0010]优选的，步骤b)中，所述高压静电场的电压为0.5~50kV。
[0011]优选的，步骤b)中，所述涂覆有金刚石浆料的金属胚线在高压静电场中的停留时 间为1~30s。
[0012] 优选的，所述金刚石的中位粒径为5~20μηι。
[0013]本发明提供了一种金刚石取向控制装置，包括高压发生器和两端开口的金属筒 体;所述金属筒体与高压发生器的高压极相连接；
[0014] 所述金属筒体内壁设置有多个金属棒;每个所述金属棒的一端与筒体内壁相连， 另一端朝向筒体轴线。
[0015] 优选的，每个所述金属棒不与筒体内壁相连接的一端沿筒体径向朝向筒体轴线。
[0016] 优选的，每个所述金属棒不与筒体内壁相连接的一端沿筒体径向到筒体轴线的距 离为5~20mm。
[0017] 优选的，多个所述金属棒均匀设置在筒体内壁上。
[0018] 优选的，每个所述金属棒与筒体内壁相连接的一端的径长为0.2~1mm;多个所述 金属棒在筒体内壁的设置密度为1〇〇~400个/cm 2。
[0019] 本发明提供了一种树脂金刚石线锯制备系统，沿胚线运动方向依次包括：
[0020] 放线装置；
[0021]设置在所述放线装置下游的涂覆装置；
[0022] 设置在所述涂覆装置下游的上述技术方案所述的金刚石取向控制装置；
[0023] 设置在所述金刚石取向控制装置下游的固化装置；
[0024]和设置在所述固化装置下游的收线装置。
[0025] 与现有技术相比，本发明提供了一种金刚石取向控制装置、树脂金刚石线锯制备 系统和树脂金刚石线锯的制备方法。本发明提供的方法包括以下步骤:a)、金属胚线表面涂 覆金刚石浆料，得到涂覆有金刚石浆料的金属胚线;所述金刚石浆料包括金刚石和树脂粘 合剂;b)、以所述涂覆有金刚石浆料的金属胚线为地极，在所述涂覆有金刚石浆料的金属胚 线周围施加高压静电场使金刚石进行取向排列，得到待固化金刚石线锯;c)、将所述待固化 金刚石线锯进行固化处理，得到树脂金刚石线锯。本发明以涂覆金刚石浆料的胚线作为地 极，采用在胚线周围施加高压静电场的方式对其进行处理。处理过程中，静电场会释放大量 的电荷，这些电荷会附着在胚线表面的金刚石上，由于电荷更容易聚集在金刚石的尖端，因 此在电场力的作用下，金刚石的尖端会顺着静电场的方向进行取向排列，使胚线表面的金 刚石尖端朝外，从而提高树脂金刚石线锯表面的锋利度，提升树脂金刚石线锯的切割效率。 实验结果表明，相比于未进行取向控制的树脂金刚石线锯，采用本发明提供的方法制得的 树脂金刚石线锯的切割效果提高了 1倍以上。
【附图说明】
[0026] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据 提供的附图获得其他的附图。
[0027] 图1是本发明实施例提供的金属筒体结构侧视简图；
[0028] 图2是本发明实施例1提供的金属筒体的实物图。
【具体实施方式】
[0029]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030] 本发明提供了一种金刚石取向控制装置，包括高压发生器和两端开口的金属筒 体;所述金属筒体与高压发生器的高压极相连接;所述金属筒体内壁设置有多个金属棒;每 个所述金属棒的一端与筒体内壁相连，另一端端朝向筒体轴线。
[0031] 本发明提供的金刚石取向控制装置包括高压发生器和两端开口的金属筒体。其 中，所述两端开口的金属筒体具有图1所示的结构。图1是本发明实施例提供的金属筒体结 构侧视简图，图1中，1是金属筒体，2是金属棒。
[0032] 在本发明中，金属筒体1两端开口。在本发明提供的一个实施例中，金属筒体1为圆 筒或方筒。在本发明提供的一个实施例中，金属筒体1的壁厚为3~15mm;在本发明提供的另 一个实施例中，金属筒体1的壁厚为5~8mm。在本发明提供的一个实施例中，金属筒体1的长 度为50~1000mm;在本发明提供的另一个实施例中，金属筒体1的长度为100~500mm。在本 发明提供的一个实施例中，金属筒体1的材质为钢和铜。
[0033] 在本发明中，金属筒体1的内壁设置有多个金属棒2,每个金属棒2的一端与筒体1 内壁相连，另一端朝向筒体1轴线。在本发明提供的一个实施例中，金属棒2为金属针，每个 金属针的底端与筒体1内壁相连，尖端朝向筒体1轴线。在本发明提供的一个实施例中，多个 金属棒2均匀设置在筒体1内壁上。在本发明提供的一个实施例中，每个金属棒2不与筒体1 内壁相连接的一端沿筒体1径向朝向筒体1轴线。在本发明提供的一个实施例中，每个金属 棒2不与筒体1内壁相连接的一端沿筒体1径向到筒体1轴线的距离为5~20min;在本发明提 供的另一个实施例中，每个金属棒2不与筒体1内壁相连接的一端沿筒体1径向到筒体1轴线 的距离为8~12min。在本发明提供的一个实施例中，每个金属棒2与筒体内壁相连接的一端 的径长为0.2~1mm;在本发明提供的另一个实施例中，每个金属棒2与筒体内壁相连接的一 端的径长为〇. 5~0.6mm。在本发明提供的一个实施例中，多个金属棒2在筒体1内壁上的设 置密度为100~400个/cm2;在本发明提供的另一个实施例中，多个金属棒2在筒体1内壁上 的设置密度为200~300个/cm 2 〇
[0034] 在本发明中，所述高压发生器的高压极与金属筒体1相连，从而使高压发生器开启 时，金属筒体能够具有高电势。本发明对所述高压发生器的高压极与金属筒体的连接位置 没有特别限定，所述高压发生器的高压极可以与金属筒体1的外壁相连，也可以与金属筒体 1的内壁相连。本发明对所述高压发生器的规