本发明属于切割刀
技术领域：
，具体涉及一种超薄蓝宝石玻璃切割用金刚石切割刀及其制备方法。
背景技术：
：蓝宝石由于具有优异的机械及光学特性而被应用于电子产品中，例如作为保护盖应用于镜头模组中或者作为前盖应用于手机中以利用耐磨、抗击的特性保护镜头模组及手机。然而，由于蓝宝石的硬度很高(硬度9级)，加工困难，例如即使使用先进的纳米激光器进行切割，也会由于热熔问题在切割面产生微裂缝，另外采用直径规格为0.25mm金刚石线锯切割蓝宝石虽然能切割成片，但切割出片率较低，且表面线痕深，影响晶片合格良率。技术实现要素：本发明公开了一种超薄蓝宝石玻璃切割用金刚石切割刀及其制备方法，可用于硬度非常高的蓝宝石切割，尤其是针对超薄蓝宝石，可避免切割损伤，提高良率。采用如下技术方案：一种超薄蓝宝石玻璃切割用金刚石切割刀的制备方法，包括以下步骤：（1）将金属基胎体、石墨粉与金刚石的混合物过筛后冷压得到冷压坯体；所述金属基胎体包括铜粉、锡粉、钴粉、钛粉、铝粉、金属镧；（2）将冷压坯体进行烧结处理得到成型体；所述烧结处理的温度为600～700℃，时间为25～35分钟，升温速率为25～35℃/min；（3）成型体经过加工得到超薄蓝宝石玻璃切割用金刚石切割刀。本发明还公开了一种金刚石切割刀用成型体的制备方法，包括以下步骤：（1）将金属基胎体、石墨粉与金刚石的混合物过筛后冷压得到冷压坯体；所述金属基胎体包括铜粉、锡粉、钴粉、钛粉、铝粉、金属镧；（2）将冷压坯体进行烧结处理得到金刚石切割刀用成型体；所述烧结处理的温度为600～700℃，时间为25～35分钟，升温速率为25～35℃/min。本发明还公开了一种金刚石切割刀用冷压坯体的制备方法，包括以下步骤：（1）将金属基胎体、石墨粉与金刚石的混合物过筛后冷压得到冷压坯体；所述金属基胎体包括铜粉、锡粉、钴粉、钛粉、铝粉、金属镧。上述技术方案中，金属基胎体中各成分的质量百分数如下：铜(cu)粉40～50%锡(sn)粉25～45%钴(co)粉5～15%钛(ti)粉2～6%铝(al)粉4～8%金属镧1～3%本发明钛和铝的联合加入，为钛与金刚石的界面反应提供足够的能量，可以强化胎体，同时还可以改善胎体对金刚石的润湿和粘接；特别是稀土元素的加入，可以有效降低合金的熔点，同时稀土元素也具有很强的脱氧、脱硫、脱氮作用，有抑制氧、硫、偏析的作用；与现有切割刀相比，制备的产品抗弯强度增加20%，硬度增加15%，抗弯强度和硬度增加，可以减少偏摆，刀痕更窄，由常规的1.15倍刀厚可以降低到1.0-1.03倍。上述技术方案中，所述铜粉技术条件为：所述锡粉技术条件为：sn(≮)颜色比表面积（m2/g）粒径μm体积密度g/cm3晶型99.9%黑色45.310-150.42球形上述技术方案中，金属基胎体、石墨粉与金刚石的质量比为（78～83）∶（2～4）∶（15～25），优选金刚石的粒径为5～20μm，浓度过低会造成切割刀切削力不足，浓度过高会造成切割背崩过大，该浓度范围保证刀片具有很好的自锐性并兼具较长的寿命。上述技术方案中，所述过筛为依次过80目筛与200目筛，优选过200目筛的次数为4次，多次过筛不但可以起到增加混料均匀性的作用，而且可以起到很好的制粒作用。上述技术方案中，所述冷压的温度为室温，时间为25～35秒，压力为3.5吨/cm2，可以保证冷压坯体致密均匀无空隙。上述技术方案中，所述烧结处理的温度为650℃，时间为30分钟，升温速率为30℃/min；烧结温度过高会造成锡的偏析和溢出，同时保持相对较低的升温速率也是为了防止低熔点金属比如铝和锡的偏析和溢出，同时保证成分的均匀性。上述技术方案中，所述加工包括去毛刺、内孔外圆加工、端面减薄加工，加工至图纸要求尺寸精度，检查符合图纸要求即得到合格的切割刀。本发明还公开了根据上述制备方法制备的超薄蓝宝石玻璃切割用金刚石切割刀，可以满足超薄175μm蓝宝石玻璃的切割需求，在满足加工质量的前提下，具有把持力强、出刃度高及使用寿命长等特点，测试使用时速度可以达到5mm/s，切割机主轴转速20krpm，批量使用品质稳定，无断刀、打火现象出现。本发明还公开了一种金刚石切割刀用金属基胎体；所述金属基胎体金属基胎体中各成分的质量百分数如下：铜(cu)粉40～50%锡(sn)粉25～45%钴(co)粉5～15%钛(ti)粉2～6%铝(al)粉4～8%金属镧1～3%。本发明设计了新的金属复合配方，利用金属间的联合作用可以提高切割刀的强度与硬度，结合稀土元素的加入避免金属元素析出，尤其是在制备坯体时加入石墨粉，可以提高最终产品的自润滑性，更主要是抑制金属镧的氧化，配合烧结参数，防止金属镧过度氧化，同时少量存在的氧化镧可以提供高的强度。具体实施方式本发明中，铜粉技术条件为：锡粉技术条件为：sn(≮)颜色比表面积（m2/g）粒径μm体积密度g/cm3晶型99.9%黑色45.310-150.42球形金刚石的粒径为5～20μm；其余原料不做限定。实施例一一种金刚石切割刀用金属基胎体，组分和质量含量如下：铜粉50%锡粉27%钴粉6%钛粉6%铝粉8%金属镧3%超薄蓝宝石玻璃切割用金刚石切割刀的制备方法，包括以下步骤：（1）物料混合：按上述比例，将精确称重的铜粉、锡粉、钴粉、钛粉、铝粉、金属镧放入三维混料机内，预混合2小时，得到金属胎体；然后再加入石墨粉、金刚石，混合10小时，过80目筛网后置入干燥器皿内备用；金属基胎体、石墨粉与金刚石的质量比为80∶3∶17；（2）压制成型：将备料过200目筛网，筛分4次，确保物料不结团，然后缓慢投入模具，转动模具并用刮刀刮平，放上上压环，连同模具放置于砂轮液压机的压制平台上，室温下施加压力3.5吨/cm2，保压30秒，从而制得冷压坯体；（3）烧结成型：将冷压好的坯体连同模具一同放置入烧结炉内，升温速率30℃/min，升温至最终烧结温度650℃，保温0.5小时，随炉冷却至室温取出，去毛刺后备用；（4）内孔和外圆加工：加烧结成型的坯体置于特制夹具内，夹具装夹与内外圆磨床，用千分表调整好精度，选择砂轮、进刀速度和转速，将划片刀内外圆加工至图纸要求尺寸精度；（5）双端面减薄加工：将内外圆加工后的坯体置于双端面减薄机内，固定好工装夹具，选择压力、转速和减薄用砂轮盘，加工至图纸要求尺寸精度，检查符合图纸要求即得到合格的超薄蓝宝石玻璃切割用金刚石切割刀。制备的切割刀自锐性极强，切割刀片脆而锋利，可以满足超薄175μm蓝宝石玻璃的切割需求，在满足加工质量的前提下，寿命可以达到300米，是现有技术的2倍，测试使用时速度可以达到5mm/s，切割机主轴转速20krpm，批量使用品质稳定，不良率≤0.2%，无断刀、打火现象出现，同时与现有切割刀（本公司上一代产品）相比，制备的产品抗弯强度增加20%，硬度增加15%，由于较强的抗弯强度和脆硬性，高速运转下有效减少偏摆，刀痕控制更窄，1.01倍刀厚。实施例二一种金刚石切割刀用金属基胎体，组分和质量含量如下：铜粉42%锡粉34%钴粉11%钛粉5%铝粉6%金属镧2%超薄蓝宝石玻璃切割用金刚石切割刀的制备方法，包括以下步骤：（2）物料混合：按上述比例，将精确称重的铜粉、锡粉、钴粉、钛粉、铝粉、金属镧放入三维混料机内，预混合2小时，得到金属胎体；然后再加入石墨粉、金刚石，混合10小时，过80目筛网后置入干燥器皿内备用；金属基胎体、石墨粉与金刚石的质量比为82∶2∶16；（2）压制成型：将备料过200目筛网，筛分4次，确保物料不结团，然后缓慢投入模具，转动模具并用刮刀刮平，放上上压环，连同模具放置于砂轮液压机的压制平台上，室温下施加压力3.5吨/cm2，保压30秒，从而制得冷压坯体；（3）烧结成型：将冷压好的坯体连同模具一同放置入烧结炉内，升温速率30℃/min，升温至最终烧结温度650℃，保温0.5小时，随炉冷却至室温取出，去毛刺后备用；（4）内孔和外圆加工：加烧结成型的坯体置于特制夹具内，夹具装夹与内外圆磨床，用千分表调整好精度，选择砂轮、进刀速度和转速，将划片刀内外圆加工至图纸要求尺寸精度；（5）双端面减薄加工：将内外圆加工后的坯体置于双端面减薄机内，固定好工装夹具，选择压力、转速和减薄用砂轮盘，加工至图纸要求尺寸精度，检查符合图纸要求即得到合格的超薄蓝宝石玻璃切割用金刚石切割刀。制备的切割刀自锐性极强，切割刀片脆而锋利，可以满足超薄175μm蓝宝石玻璃的切割需求，在满足加工质量的前提下，寿命可以达到300米，是现有技术的2倍，测试使用时速度可以达到5mm/s，切割机主轴转速20krpm，批量使用品质稳定，不良率≤0.2%，无断刀、打火现象出现，同时与现有切割刀相比，制备的产品抗弯强度增加18%，硬度增加15%，由于较强的抗弯强度和脆硬性，高速运转下有效减少偏摆，刀痕控制更窄，1.03倍刀厚。对比例一金属基胎体的组分和质量含量如下：铜粉50%锡粉29%钴粉6%钛粉7%铝粉8%其余与实施例一一致，切割超薄175μm蓝宝石玻璃，在满足加工质量的前提下，寿命达到200米，测试使用时速度可以达到5mm/s，切割机主轴转速20krpm，批量使用品质稳定，不良率0.6%，同时与现有切割刀相比，制备的产品抗弯强度增加3%，硬度增加1%，1.09倍刀厚。对比例二不加入石墨粉，金属基胎体与金刚石的质量比为85∶15；其余与实施例一一致，切割超薄175μm蓝宝石玻璃，在满足加工质量的前提下，寿命达到190米，测试使用时速度可以达到5mm/s，切割机主轴转速20krpm，批量使用品质稳定，不良率0.7%，同时与现有切割刀相比，制备的产品抗弯强度增加5%，硬度增加3%，1.11倍刀厚。对比例三金属基胎体的组分和质量含量如下：铜粉45%锡粉36%钴粉11%铝粉6%金属镧2%其余与实施例一一致，切割超薄175μm蓝宝石玻璃，在满足加工质量的前提下，寿命达到220米，测试使用时速度可以达到5mm/s，切割机主轴转速20krpm，批量使用品质稳定，不良率0.4%，同时与现有切割刀相比，制备的产品抗弯强度增加5%，硬度增加2%，1.08倍刀厚。当前第1页12