Nel campo dei materiali high-tech, il carburo di silicio (SiC) è diventato il materiale preferito in molte applicazioni di fascia alta grazie alle sue eccellenti proprietà fisiche e chimiche, in particolare alla sua durezza estremamente elevata. Soprattutto in occasioni che richiedono alta precisione ed elevata resistenza all'usura, come macchinari di precisione, aerospaziale, produzione di semiconduttori e altri campi, i dischi in carburo di silicio svolgono un ruolo indispensabile. Tuttavia, l’elevata durezza del carburo di silicio comporta anche grandi sfide nella sua lavorazione, in particolare nella lucidatura della superficie.
La lucidatura meccanica, come primo processo di lucidatura del disco in carburo di silicio, è di evidente importanza. Dopo la formazione iniziale dei dischi in carburo di silicio, sono spesso presenti difetti sulla superficie come strati ruvidi, microfessure e pori. Questi difetti non influiscono solo sull'aspetto, ma possono anche causare un degrado delle prestazioni o addirittura guasti durante l'uso. Pertanto, la rimozione di questi difetti superficiali mediante lucidatura meccanica per ottenere una superficie liscia e piana è la chiave per migliorare le prestazioni complessive dei dischi in carburo di silicio.
Il cuore della lucidatura meccanica risiede nell'attrito tra la mola lucidante e la superficie del pezzo. Pertanto, scegliere il giusto materiale della mola lucidante, regolare la giusta velocità e applicare una pressione adeguata sono la chiave per garantire l'effetto lucidante.
Materiale della mola lucidante: il materiale della mola lucidante deve corrispondere alla durezza del carburo di silicio, garantendo una forza di taglio sufficiente per rimuovere lo strato ruvido superficiale evitando danni eccessivi al pezzo in lavorazione. I materiali comuni per le mole lucidanti includono materiali superduri come il diamante e il nitruro di boro cubico (CBN), che possono agire sulla superficie del carburo di silicio in modo efficiente e preciso.
Velocità e pressione: la velocità e la pressione della mola lucidante sono fattori importanti che influenzano l'effetto lucidante. Una velocità troppo elevata può provocare un'usura troppo rapida della mola lucidante e un aumento dello stress termico sulla superficie del pezzo; una velocità troppo bassa potrebbe non rimuovere efficacemente lo strato ruvido superficiale. Pertanto è necessario regolare con precisione la velocità della mola lucidante in base al materiale, alle dimensioni e alle condizioni superficiali del disco in carburo di silicio. Allo stesso tempo, è fondamentale anche applicare una pressione adeguata, garantendo un contatto sufficiente tra la mola lucidante e la superficie del pezzo ed evitando una pressione eccessiva che causerebbe deformazioni o danni al pezzo.
Anche il fluido lucidante svolge un ruolo importante nel processo di lucidatura meccanica. Non solo lubrifica la superficie di contatto tra la mola lucidante e il pezzo in lavorazione, riduce il calore da attrito e l'usura, ma aiuta anche a rimuovere le irregolarità microscopiche della superficie attraverso reazioni chimiche o azioni fisiche.
Composizione del liquido lucidante: la composizione del liquido lucidante deve essere selezionata attentamente in base alle caratteristiche del materiale del carburo di silicio. In generale, il liquido lucidante dovrebbe contenere una quantità adeguata di abrasivi, tensioattivi, tamponi e altri ingredienti. Gli abrasivi vengono utilizzati per agire direttamente sulla superficie del carburo di silicio per rimuovere lo strato ruvido; i tensioattivi aiutano a ridurre la tensione superficiale e a migliorare l'efficienza della lucidatura; i tamponi vengono utilizzati per regolare il pH del liquido lucidante per proteggere la superficie del pezzo dalla corrosione.
Utilizzo del liquido lucidante: quando si utilizza il liquido lucidante, la sua concentrazione, temperatura, portata e altri parametri devono essere rigorosamente controllati. Una concentrazione troppo elevata può rendere il liquido lucidante troppo viscoso e influenzare l'effetto lucidante; una concentrazione troppo bassa potrebbe non svolgere pienamente il suo ruolo nella lubrificazione e nella lucidatura ausiliaria. Anche il controllo della temperatura è importante. Una temperatura troppo elevata può causare la decomposizione o il guasto dei componenti del liquido lucidante. La portata deve essere regolata dinamicamente in base alla velocità della mola lucidante e alle condizioni della superficie del pezzo.
La lucidatura meccanica è un processo complesso e delicato che richiede un controllo rigoroso dei parametri di processo di ciascun collegamento per garantire la consistenza e la stabilità dell'effetto lucidante.
Progettazione del processo: progettare un processo di lucidatura ragionevole in base ai requisiti di materiale, dimensioni e superficie del disco in carburo di silicio. Generalmente comprende tre fasi: lucidatura grossolana, lucidatura media e lucidatura fine. In ogni fase vengono utilizzati diversi tipi di mole lucidanti, fluidi lucidanti e parametri di processo per rimuovere gradualmente lo strato superficiale ruvido e migliorare la finitura superficiale e la planarità.
Monitoraggio e feedback online: durante il processo di lucidatura, viene utilizzata un'avanzata tecnologia di monitoraggio online per rilevare in tempo reale la ruvidità, la planarità e la lucentezza della superficie del pezzo. In base ai risultati del monitoraggio, parametri come la velocità, la pressione e la concentrazione del fluido lucidante della mola lucidante vengono regolati in tempo per garantire che l'effetto lucidante soddisfi i requisiti.
Controllo e valutazione della qualità: dopo la lucidatura, il disco in carburo di silicio viene sottoposto a un controllo e una valutazione della qualità completi. Compresa l'ispezione di ruvidità superficiale, planarità, lucentezza, microstruttura e altri aspetti per garantire che la qualità della lucidatura soddisfi i requisiti di progettazione e gli standard di utilizzo.
La lucidatura meccanica è il primo passo nel processo di lucidatura dischi in carburo di silicio , e la sua importanza è evidente. Selezionando il giusto materiale della mola lucidante, regolando la giusta velocità, applicando la giusta pressione e utilizzando il fluido lucidante che corrisponde alle caratteristiche del materiale in carburo di silicio, possiamo rimuovere gradualmente lo strato ruvido e le irregolarità microscopiche sulla superficie del carburo di silicio. disco per ottenere una superficie liscia, piana e di alta qualità. Questo processo non solo pone solide basi per il successivo processo di lucidatura, ma migliora anche le prestazioni complessive e la durata del disco in carburo di silicio. Con il continuo sviluppo della scienza e della tecnologia, abbiamo motivo di credere che la tecnologia di lucidatura meccanica svolgerà un ruolo importante in più campi e contribuirà maggiormente alla lavorazione e all'applicazione di materiali high-tech.